lib/Transforms/Vectorize/BBVectorize.cpp

   1 //===- BBVectorize.cpp - A Basic-Block Vectorizer -------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements a basic-block vectorization pass. The algorithm was
  11 // inspired by that used by the Vienna MAP Vectorizor by Franchetti and Kral,
  12 // et al. It works by looking for chains of pairable operations and then
  13 // pairing them.
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #define BBV_NAME "bb-vectorize"
  18 #include "llvm/Transforms/Vectorize.h"
  19 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  20 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
  21 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  22 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  23 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  24 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  25 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  26 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
  27 #include "llvm/Analysis/AliasSetTracker.h"
  28 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolution.h"
  29 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpressions.h"
  30 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
  31 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
  32 #include "llvm/IR/Constants.h"
  33 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  34 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
  35 #include "llvm/IR/Dominators.h"
  36 #include "llvm/IR/Function.h"
  37 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  38 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  39 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  40 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  41 #include "llvm/IR/Metadata.h"
  42 #include "llvm/IR/Module.h"
  43 #include "llvm/IR/Type.h"
  44 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
  45 #include "llvm/Pass.h"
  46 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  47 #include "llvm/Support/Debug.h"
  48 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  49 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  50 #include <algorithm>
  51 using namespace llvm;
  52
  53 #define DEBUG_TYPE BBV_NAME
  54
  55 static cl::opt<bool>
  56 IgnoreTargetInfo("bb-vectorize-ignore-target-info",  cl::init(false),
  57   cl::Hidden, cl::desc("Ignore target information"));
  58
  59 static cl::opt<unsigned>
  60 ReqChainDepth("bb-vectorize-req-chain-depth", cl::init(6), cl::Hidden,
  61   cl::desc("The required chain depth for vectorization"));
  62
  63 static cl::opt<bool>
  64 UseChainDepthWithTI("bb-vectorize-use-chain-depth",  cl::init(false),
  65   cl::Hidden, cl::desc("Use the chain depth requirement with"
  66                        " target information"));
  67
  68 static cl::opt<unsigned>
  69 SearchLimit("bb-vectorize-search-limit", cl::init(400), cl::Hidden,
  70   cl::desc("The maximum search distance for instruction pairs"));
  71
  72 static cl::opt<bool>
  73 SplatBreaksChain("bb-vectorize-splat-breaks-chain", cl::init(false), cl::Hidden,
  74   cl::desc("Replicating one element to a pair breaks the chain"));
  75
  76 static cl::opt<unsigned>
  77 VectorBits("bb-vectorize-vector-bits", cl::init(128), cl::Hidden,
  78   cl::desc("The size of the native vector registers"));
  79
  80 static cl::opt<unsigned>
  81 MaxIter("bb-vectorize-max-iter", cl::init(0), cl::Hidden,
  82   cl::desc("The maximum number of pairing iterations"));
  83
  84 static cl::opt<bool>
  85 Pow2LenOnly("bb-vectorize-pow2-len-only", cl::init(false), cl::Hidden,
  86   cl::desc("Don't try to form non-2^n-length vectors"));
  87
  88 static cl::opt<unsigned>
  89 MaxInsts("bb-vectorize-max-instr-per-group", cl::init(500), cl::Hidden,
  90   cl::desc("The maximum number of pairable instructions per group"));
  91
  92 static cl::opt<unsigned>
  93 MaxPairs("bb-vectorize-max-pairs-per-group", cl::init(3000), cl::Hidden,
  94   cl::desc("The maximum number of candidate instruction pairs per group"));
  95
  96 static cl::opt<unsigned>
  97 MaxCandPairsForCycleCheck("bb-vectorize-max-cycle-check-pairs", cl::init(200),
  98   cl::Hidden, cl::desc("The maximum number of candidate pairs with which to use"
  99                        " a full cycle check"));
 100
 101 static cl::opt<bool>
 102 NoBools("bb-vectorize-no-bools", cl::init(false), cl::Hidden,
 103   cl::desc("Don't try to vectorize boolean (i1) values"));
 104
 105 static cl::opt<bool>
 106 NoInts("bb-vectorize-no-ints", cl::init(false), cl::Hidden,
 107   cl::desc("Don't try to vectorize integer values"));
 108
 109 static cl::opt<bool>
 110 NoFloats("bb-vectorize-no-floats", cl::init(false), cl::Hidden,
 111   cl::desc("Don't try to vectorize floating-point values"));
 112
 113 // FIXME: This should default to false once pointer vector support works.
 114 static cl::opt<bool>
 115 NoPointers("bb-vectorize-no-pointers", cl::init(/*false*/ true), cl::Hidden,
 116   cl::desc("Don't try to vectorize pointer values"));
 117
 118 static cl::opt<bool>
 119 NoCasts("bb-vectorize-no-casts", cl::init(false), cl::Hidden,
 120   cl::desc("Don't try to vectorize casting (conversion) operations"));
 121
 122 static cl::opt<bool>
 123 NoMath("bb-vectorize-no-math", cl::init(false), cl::Hidden,
 124   cl::desc("Don't try to vectorize floating-point math intrinsics"));
 125
 126 static cl::opt<bool>
 127   NoBitManipulation("bb-vectorize-no-bitmanip", cl::init(false), cl::Hidden,
 128   cl::desc("Don't try to vectorize BitManipulation intrinsics"));
 129
 130 static cl::opt<bool>
 131 NoFMA("bb-vectorize-no-fma", cl::init(false), cl::Hidden,
 132   cl::desc("Don't try to vectorize the fused-multiply-add intrinsic"));
 133
 134 static cl::opt<bool>
 135 NoSelect("bb-vectorize-no-select", cl::init(false), cl::Hidden,
 136   cl::desc("Don't try to vectorize select instructions"));
 137
 138 static cl::opt<bool>
 139 NoCmp("bb-vectorize-no-cmp", cl::init(false), cl::Hidden,
 140   cl::desc("Don't try to vectorize comparison instructions"));
 141
 142 static cl::opt<bool>
 143 NoGEP("bb-vectorize-no-gep", cl::init(false), cl::Hidden,
 144   cl::desc("Don't try to vectorize getelementptr instructions"));
 145
 146 static cl::opt<bool>
 147 NoMemOps("bb-vectorize-no-mem-ops", cl::init(false), cl::Hidden,
 148   cl::desc("Don't try to vectorize loads and stores"));
 149
 150 static cl::opt<bool>
 151 AlignedOnly("bb-vectorize-aligned-only", cl::init(false), cl::Hidden,
 152   cl::desc("Only generate aligned loads and stores"));
 153
 154 static cl::opt<bool>
 155 NoMemOpBoost("bb-vectorize-no-mem-op-boost",
 156   cl::init(false), cl::Hidden,
 157   cl::desc("Don't boost the chain-depth contribution of loads and stores"));
 158
 159 static cl::opt<bool>
 160 FastDep("bb-vectorize-fast-dep", cl::init(false), cl::Hidden,
 161   cl::desc("Use a fast instruction dependency analysis"));
 162
 163 #ifndef NDEBUG
 164 static cl::opt<bool>
 165 DebugInstructionExamination("bb-vectorize-debug-instruction-examination",
 166   cl::init(false), cl::Hidden,
 167   cl::desc("When debugging is enabled, output information on the"
 168            " instruction-examination process"));
 169 static cl::opt<bool>
 170 DebugCandidateSelection("bb-vectorize-debug-candidate-selection",
 171   cl::init(false), cl::Hidden,
 172   cl::desc("When debugging is enabled, output information on the"
 173            " candidate-selection process"));
 174 static cl::opt<bool>
 175 DebugPairSelection("bb-vectorize-debug-pair-selection",
 176   cl::init(false), cl::Hidden,
 177   cl::desc("When debugging is enabled, output information on the"
 178            " pair-selection process"));
 179 static cl::opt<bool>
 180 DebugCycleCheck("bb-vectorize-debug-cycle-check",
 181   cl::init(false), cl::Hidden,
 182   cl::desc("When debugging is enabled, output information on the"
 183            " cycle-checking process"));
 184
 185 static cl::opt<bool>
 186 PrintAfterEveryPair("bb-vectorize-debug-print-after-every-pair",
 187   cl::init(false), cl::Hidden,
 188   cl::desc("When debugging is enabled, dump the basic block after"
 189            " every pair is fused"));
 190 #endif
 191
 192 STATISTIC(NumFusedOps, "Number of operations fused by bb-vectorize");
 193
 194 namespace {
 195   struct BBVectorize : public BasicBlockPass {
 196     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
 197
 198     const VectorizeConfig Config;
 199
 200     BBVectorize(const VectorizeConfig &C = VectorizeConfig())
 201       : BasicBlockPass(ID), Config(C) {
 202       initializeBBVectorizePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 203     }
 204
 205     BBVectorize(Pass *P, Function &F, const VectorizeConfig &C)
 206       : BasicBlockPass(ID), Config(C) {
 207       AA = &P->getAnalysis<AliasAnalysis>();
 208       DT = &P->getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
 209       SE = &P->getAnalysis<ScalarEvolution>();
 210       TTI = IgnoreTargetInfo
 211                 ? nullptr
 212                 : &P->getAnalysis<TargetTransformInfoWrapperPass>().getTTI(F);
 213     }
 214
 215     typedef std::pair<Value *, Value *> ValuePair;
 216     typedef std::pair<ValuePair, int> ValuePairWithCost;
 217     typedef std::pair<ValuePair, size_t> ValuePairWithDepth;
 218     typedef std::pair<ValuePair, ValuePair> VPPair; // A ValuePair pair
 219     typedef std::pair<VPPair, unsigned> VPPairWithType;
 220
 221     AliasAnalysis *AA;
 222     DominatorTree *DT;
 223     ScalarEvolution *SE;
 224     const TargetTransformInfo *TTI;
 225
 226     // FIXME: const correct?
 227
 228     bool vectorizePairs(BasicBlock &BB, bool NonPow2Len = false);
 229
 230     bool getCandidatePairs(BasicBlock &BB,
 231                        BasicBlock::iterator &Start,
 232                        DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
 233                        DenseSet<ValuePair> &FixedOrderPairs,
 234                        DenseMap<ValuePair, int> &CandidatePairCostSavings,
 235                        std::vector<Value *> &PairableInsts, bool NonPow2Len);
 236
 237     // FIXME: The current implementation does not account for pairs that
 238     // are connected in multiple ways. For example:
 239     //   C1 = A1 / A2; C2 = A2 / A1 (which may be both direct and a swap)
 240     enum PairConnectionType {
 241       PairConnectionDirect,
 242       PairConnectionSwap,
 243       PairConnectionSplat
 244     };
 245
 246     void computeConnectedPairs(
 247              DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
 248              DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
 249              std::vector<Value *> &PairableInsts,
 250              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
 251              DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes);
 252
 253     void buildDepMap(BasicBlock &BB,
 254              DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
 255              std::vector<Value *> &PairableInsts,
 256              DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers);
 257
 258     void choosePairs(DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
 259              DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
 260              DenseMap<ValuePair, int> &CandidatePairCostSavings,
 261              std::vector<Value *> &PairableInsts,
 262              DenseSet<ValuePair> &FixedOrderPairs,
 263              DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes,
 264              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
 265              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairDeps,
 266              DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
 267              DenseMap<Value *, Value *>& ChosenPairs);
 268
 269     void fuseChosenPairs(BasicBlock &BB,
 270              std::vector<Value *> &PairableInsts,
 271              DenseMap<Value *, Value *>& ChosenPairs,
 272              DenseSet<ValuePair> &FixedOrderPairs,
 273              DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes,
 274              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
 275              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairDeps);
 276
 277
 278     bool isInstVectorizable(Instruction *I, bool &IsSimpleLoadStore);
 279
 280     bool areInstsCompatible(Instruction *I, Instruction *J,
 281                        bool IsSimpleLoadStore, bool NonPow2Len,
 282                        int &CostSavings, int &FixedOrder);
 283
 284     bool trackUsesOfI(DenseSet<Value *> &Users,
 285                       AliasSetTracker &WriteSet, Instruction *I,
 286                       Instruction *J, bool UpdateUsers = true,
 287                       DenseSet<ValuePair> *LoadMoveSetPairs = nullptr);
 288
 289   void computePairsConnectedTo(
 290              DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
 291              DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
 292              std::vector<Value *> &PairableInsts,
 293              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
 294              DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes,
 295              ValuePair P);
 296
 297     bool pairsConflict(ValuePair P, ValuePair Q,
 298              DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
 299              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >
 300                *PairableInstUserMap = nullptr,
 301              DenseSet<VPPair> *PairableInstUserPairSet = nullptr);
 302
 303     bool pairWillFormCycle(ValuePair P,
 304              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &PairableInstUsers,
 305              DenseSet<ValuePair> &CurrentPairs);
 306
 307     void pruneDAGFor(
 308              DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
 309              std::vector<Value *> &PairableInsts,
 310              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
 311              DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
 312              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &PairableInstUserMap,
 313              DenseSet<VPPair> &PairableInstUserPairSet,
 314              DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
 315              DenseMap<ValuePair, size_t> &DAG,
 316              DenseSet<ValuePair> &PrunedDAG, ValuePair J,
 317              bool UseCycleCheck);
 318
 319     void buildInitialDAGFor(
 320              DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
 321              DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
 322              std::vector<Value *> &PairableInsts,
 323              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
 324              DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
 325              DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
 326              DenseMap<ValuePair, size_t> &DAG, ValuePair J);
 327
 328     void findBestDAGFor(
 329              DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
 330              DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
 331              DenseMap<ValuePair, int> &CandidatePairCostSavings,
 332              std::vector<Value *> &PairableInsts,
 333              DenseSet<ValuePair> &FixedOrderPairs,
 334              DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes,
 335              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
 336              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairDeps,
 337              DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
 338              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &PairableInstUserMap,
 339              DenseSet<VPPair> &PairableInstUserPairSet,
 340              DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
 341              DenseSet<ValuePair> &BestDAG, size_t &BestMaxDepth,
 342              int &BestEffSize, Value *II, std::vector<Value *>&JJ,
 343              bool UseCycleCheck);
 344
 345     Value *getReplacementPointerInput(LLVMContext& Context, Instruction *I,
 346                      Instruction *J, unsigned o);
 347
 348     void fillNewShuffleMask(LLVMContext& Context, Instruction *J,
 349                      unsigned MaskOffset, unsigned NumInElem,
 350                      unsigned NumInElem1, unsigned IdxOffset,
 351                      std::vector<Constant*> &Mask);
 352
 353     Value *getReplacementShuffleMask(LLVMContext& Context, Instruction *I,
 354                      Instruction *J);
 355
 356     bool expandIEChain(LLVMContext& Context, Instruction *I, Instruction *J,
 357                        unsigned o, Value *&LOp, unsigned numElemL,
 358                        Type *ArgTypeL, Type *ArgTypeR, bool IBeforeJ,
 359                        unsigned IdxOff = 0);
 360
 361     Value *getReplacementInput(LLVMContext& Context, Instruction *I,
 362                      Instruction *J, unsigned o, bool IBeforeJ);
 363
 364     void getReplacementInputsForPair(LLVMContext& Context, Instruction *I,
 365                      Instruction *J, SmallVectorImpl<Value *> &ReplacedOperands,
 366                      bool IBeforeJ);
 367
 368     void replaceOutputsOfPair(LLVMContext& Context, Instruction *I,
 369                      Instruction *J, Instruction *K,
 370                      Instruction *&InsertionPt, Instruction *&K1,
 371                      Instruction *&K2);
 372
 373     void collectPairLoadMoveSet(BasicBlock &BB,
 374                      DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
 375                      DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &LoadMoveSet,
 376                      DenseSet<ValuePair> &LoadMoveSetPairs,
 377                      Instruction *I);
 378
 379     void collectLoadMoveSet(BasicBlock &BB,
 380                      std::vector<Value *> &PairableInsts,
 381                      DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
 382                      DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &LoadMoveSet,
 383                      DenseSet<ValuePair> &LoadMoveSetPairs);
 384
 385     bool canMoveUsesOfIAfterJ(BasicBlock &BB,
 386                      DenseSet<ValuePair> &LoadMoveSetPairs,
 387                      Instruction *I, Instruction *J);
 388
 389     void moveUsesOfIAfterJ(BasicBlock &BB,
 390                      DenseSet<ValuePair> &LoadMoveSetPairs,
 391                      Instruction *&InsertionPt,
 392                      Instruction *I, Instruction *J);
 393
 394     bool vectorizeBB(BasicBlock &BB) {
 395       if (skipOptnoneFunction(BB))
 396         return false;
 397       if (!DT->isReachableFromEntry(&BB)) {
 398         DEBUG(dbgs() << "BBV: skipping unreachable " << BB.getName() <<
 399               " in " << BB.getParent()->getName() << "\n");
 400         return false;
 401       }
 402
 403       DEBUG(if (TTI) dbgs() << "BBV: using target information\n");
 404
 405       bool changed = false;
 406       // Iterate a sufficient number of times to merge types of size 1 bit,
 407       // then 2 bits, then 4, etc. up to half of the target vector width of the
 408       // target vector register.
 409       unsigned n = 1;
 410       for (unsigned v = 2;
 411            (TTI || v <= Config.VectorBits) &&
 412            (!Config.MaxIter || n <= Config.MaxIter);
 413            v *= 2, ++n) {
 414         DEBUG(dbgs() << "BBV: fusing loop #" << n <<
 415               " for " << BB.getName() << " in " <<
 416               BB.getParent()->getName() << "...\n");
 417         if (vectorizePairs(BB))
 418           changed = true;
 419         else
 420           break;
 421       }
 422
 423       if (changed && !Pow2LenOnly) {
 424         ++n;
 425         for (; !Config.MaxIter || n <= Config.MaxIter; ++n) {
 426           DEBUG(dbgs() << "BBV: fusing for non-2^n-length vectors loop #: " <<
 427                 n << " for " << BB.getName() << " in " <<
 428                 BB.getParent()->getName() << "...\n");
 429           if (!vectorizePairs(BB, true)) break;
 430         }
 431       }
 432
 433       DEBUG(dbgs() << "BBV: done!\n");
 434       return changed;
 435     }
 436
 437     bool runOnBasicBlock(BasicBlock &BB) override {
 438       // OptimizeNone check deferred to vectorizeBB().
 439
 440       AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
 441       DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
 442       SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
 443       TTI = IgnoreTargetInfo
 444                 ? nullptr
 445                 : &getAnalysis<TargetTransformInfoWrapperPass>().getTTI(
 446                       *BB.getParent());
 447
 448       return vectorizeBB(BB);
 449     }
 450
 451     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
 452       BasicBlockPass::getAnalysisUsage(AU);
 453       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
 454       AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
 455       AU.addRequired<ScalarEvolution>();
 456       AU.addRequired<TargetTransformInfoWrapperPass>();
 457       AU.addPreserved<AliasAnalysis>();
 458       AU.addPreserved<DominatorTreeWrapperPass>();
 459       AU.addPreserved<ScalarEvolution>();
 460       AU.setPreservesCFG();
 461     }
 462
 463     static inline VectorType *getVecTypeForPair(Type *ElemTy, Type *Elem2Ty) {
 464       assert(ElemTy->getScalarType() == Elem2Ty->getScalarType() &&
 465              "Cannot form vector from incompatible scalar types");
 466       Type *STy = ElemTy->getScalarType();
 467
 468       unsigned numElem;
 469       if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(ElemTy)) {
 470         numElem = VTy->getNumElements();
 471       } else {
 472         numElem = 1;
 473       }
 474
 475       if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(Elem2Ty)) {
 476         numElem += VTy->getNumElements();
 477       } else {
 478         numElem += 1;
 479       }
 480
 481       return VectorType::get(STy, numElem);
 482     }
 483
 484     static inline void getInstructionTypes(Instruction *I,
 485                                            Type *&T1, Type *&T2) {
 486       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
 487         // For stores, it is the value type, not the pointer type that matters
 488         // because the value is what will come from a vector register.
 489
 490         Value *IVal = SI->getValueOperand();
 491         T1 = IVal->getType();
 492       } else {
 493         T1 = I->getType();
 494       }
 495
 496       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I))
 497         T2 = CI->getSrcTy();
 498       else
 499         T2 = T1;
 500
 501       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(I)) {
 502         T2 = SI->getCondition()->getType();
 503       } else if (ShuffleVectorInst *SI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
 504         T2 = SI->getOperand(0)->getType();
 505       } else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I)) {
 506         T2 = CI->getOperand(0)->getType();
 507       }
 508     }
 509
 510     // Returns the weight associated with the provided value. A chain of
 511     // candidate pairs has a length given by the sum of the weights of its
 512     // members (one weight per pair; the weight of each member of the pair
 513     // is assumed to be the same). This length is then compared to the
 514     // chain-length threshold to determine if a given chain is significant
 515     // enough to be vectorized. The length is also used in comparing
 516     // candidate chains where longer chains are considered to be better.
 517     // Note: when this function returns 0, the resulting instructions are
 518     // not actually fused.
 519     inline size_t getDepthFactor(Value *V) {
 520       // InsertElement and ExtractElement have a depth factor of zero. This is
 521       // for two reasons: First, they cannot be usefully fused. Second, because
 522       // the pass generates a lot of these, they can confuse the simple metric
 523       // used to compare the dags in the next iteration. Thus, giving them a
 524       // weight of zero allows the pass to essentially ignore them in
 525       // subsequent iterations when looking for vectorization opportunities
 526       // while still tracking dependency chains that flow through those
 527       // instructions.
 528       if (isa<InsertElementInst>(V) || isa<ExtractElementInst>(V))
 529         return 0;
 530
 531       // Give a load or store half of the required depth so that load/store
 532       // pairs will vectorize.
 533       if (!Config.NoMemOpBoost && (isa<LoadInst>(V) || isa<StoreInst>(V)))
 534         return Config.ReqChainDepth/2;
 535
 536       return 1;
 537     }
 538
 539     // Returns the cost of the provided instruction using TTI.
 540     // This does not handle loads and stores.
 541     unsigned getInstrCost(unsigned Opcode, Type *T1, Type *T2,
 542                           TargetTransformInfo::OperandValueKind Op1VK =
 543                               TargetTransformInfo::OK_AnyValue,
 544                           TargetTransformInfo::OperandValueKind Op2VK =
 545                               TargetTransformInfo::OK_AnyValue) {
 546       switch (Opcode) {
 547       default: break;
 548       case Instruction::GetElementPtr:
 549         // We mark this instruction as zero-cost because scalar GEPs are usually
 550         // lowered to the instruction addressing mode. At the moment we don't
 551         // generate vector GEPs.
 552         return 0;
 553       case Instruction::Br:
 554         return TTI->getCFInstrCost(Opcode);
 555       case Instruction::PHI:
 556         return 0;
 557       case Instruction::Add:
 558       case Instruction::FAdd:
 559       case Instruction::Sub:
 560       case Instruction::FSub:
 561       case Instruction::Mul:
 562       case Instruction::FMul:
 563       case Instruction::UDiv:
 564       case Instruction::SDiv:
 565       case Instruction::FDiv:
 566       case Instruction::URem:
 567       case Instruction::SRem:
 568       case Instruction::FRem:
 569       case Instruction::Shl:
 570       case Instruction::LShr:
 571       case Instruction::AShr:
 572       case Instruction::And:
 573       case Instruction::Or:
 574       case Instruction::Xor:
 575         return TTI->getArithmeticInstrCost(Opcode, T1, Op1VK, Op2VK);
 576       case Instruction::Select:
 577       case Instruction::ICmp:
 578       case Instruction::FCmp:
 579         return TTI->getCmpSelInstrCost(Opcode, T1, T2);
 580       case Instruction::ZExt:
 581       case Instruction::SExt:
 582       case Instruction::FPToUI:
 583       case Instruction::FPToSI:
 584       case Instruction::FPExt:
 585       case Instruction::PtrToInt:
 586       case Instruction::IntToPtr:
 587       case Instruction::SIToFP:
 588       case Instruction::UIToFP:
 589       case Instruction::Trunc:
 590       case Instruction::FPTrunc:
 591       case Instruction::BitCast:
 592       case Instruction::ShuffleVector:
 593         return TTI->getCastInstrCost(Opcode, T1, T2);
 594       }
 595
 596       return 1;
 597     }
 598
 599     // This determines the relative offset of two loads or stores, returning
 600     // true if the offset could be determined to be some constant value.
 601     // For example, if OffsetInElmts == 1, then J accesses the memory directly
 602     // after I; if OffsetInElmts == -1 then I accesses the memory
 603     // directly after J.
 604     bool getPairPtrInfo(Instruction *I, Instruction *J,
 605         Value *&IPtr, Value *&JPtr, unsigned &IAlignment, unsigned &JAlignment,
 606         unsigned &IAddressSpace, unsigned &JAddressSpace,
 607         int64_t &OffsetInElmts, bool ComputeOffset = true) {
 608       OffsetInElmts = 0;
 609       if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
 610         LoadInst *LJ = cast<LoadInst>(J);
 611         IPtr = LI->getPointerOperand();
 612         JPtr = LJ->getPointerOperand();
 613         IAlignment = LI->getAlignment();
 614         JAlignment = LJ->getAlignment();
 615         IAddressSpace = LI->getPointerAddressSpace();
 616         JAddressSpace = LJ->getPointerAddressSpace();
 617       } else {
 618         StoreInst *SI = cast<StoreInst>(I), *SJ = cast<StoreInst>(J);
 619         IPtr = SI->getPointerOperand();
 620         JPtr = SJ->getPointerOperand();
 621         IAlignment = SI->getAlignment();
 622         JAlignment = SJ->getAlignment();
 623         IAddressSpace = SI->getPointerAddressSpace();
 624         JAddressSpace = SJ->getPointerAddressSpace();
 625       }
 626
 627       if (!ComputeOffset)
 628         return true;
 629
 630       const SCEV *IPtrSCEV = SE->getSCEV(IPtr);
 631       const SCEV *JPtrSCEV = SE->getSCEV(JPtr);
 632
 633       // If this is a trivial offset, then we'll get something like
 634       // 1*sizeof(type). With target data, which we need anyway, this will get
 635       // constant folded into a number.
 636       const SCEV *OffsetSCEV = SE->getMinusSCEV(JPtrSCEV, IPtrSCEV);
 637       if (const SCEVConstant *ConstOffSCEV =
 638             dyn_cast<SCEVConstant>(OffsetSCEV)) {
 639         ConstantInt *IntOff = ConstOffSCEV->getValue();
 640         int64_t Offset = IntOff->getSExtValue();
 641         const DataLayout &DL = I->getModule()->getDataLayout();
 642         Type *VTy = IPtr->getType()->getPointerElementType();
 643         int64_t VTyTSS = (int64_t)DL.getTypeStoreSize(VTy);
 644
 645         Type *VTy2 = JPtr->getType()->getPointerElementType();
 646         if (VTy != VTy2 && Offset < 0) {
 647           int64_t VTy2TSS = (int64_t)DL.getTypeStoreSize(VTy2);
 648           OffsetInElmts = Offset/VTy2TSS;
 649           return (std::abs(Offset) % VTy2TSS) == 0;
 650         }
 651
 652         OffsetInElmts = Offset/VTyTSS;
 653         return (std::abs(Offset) % VTyTSS) == 0;
 654       }
 655
 656       return false;
 657     }
 658
 659     // Returns true if the provided CallInst represents an intrinsic that can
 660     // be vectorized.
 661     bool isVectorizableIntrinsic(CallInst* I) {
 662       Function *F = I->getCalledFunction();
 663       if (!F) return false;
 664
 665       Intrinsic::ID IID = (Intrinsic::ID) F->getIntrinsicID();
 666       if (!IID) return false;
 667
 668       switch(IID) {
 669       default:
 670         return false;
 671       case Intrinsic::sqrt:
 672       case Intrinsic::powi:
 673       case Intrinsic::sin:
 674       case Intrinsic::cos:
 675       case Intrinsic::log:
 676       case Intrinsic::log2:
 677       case Intrinsic::log10:
 678       case Intrinsic::exp:
 679       case Intrinsic::exp2:
 680       case Intrinsic::pow:
 681       case Intrinsic::round:
 682       case Intrinsic::copysign:
 683       case Intrinsic::ceil:
 684       case Intrinsic::nearbyint:
 685       case Intrinsic::rint:
 686       case Intrinsic::trunc:
 687       case Intrinsic::floor:
 688       case Intrinsic::fabs:
 689       case Intrinsic::minnum:
 690       case Intrinsic::maxnum:
 691         return Config.VectorizeMath;
 692       case Intrinsic::bswap:
 693       case Intrinsic::ctpop:
 694       case Intrinsic::ctlz:
 695       case Intrinsic::cttz:
 696         return Config.VectorizeBitManipulations;
 697       case Intrinsic::fma:
 698       case Intrinsic::fmuladd:
 699         return Config.VectorizeFMA;
 700       }
 701     }
 702
 703     bool isPureIEChain(InsertElementInst *IE) {
 704       InsertElementInst *IENext = IE;
 705       do {
 706         if (!isa<UndefValue>(IENext->getOperand(0)) &&
 707             !isa<InsertElementInst>(IENext->getOperand(0))) {
 708           return false;
 709         }
 710       } while ((IENext =
 711                  dyn_cast<InsertElementInst>(IENext->getOperand(0))));
 712
 713       return true;
 714     }
 715   };
 716
 717   // This function implements one vectorization iteration on the provided
 718   // basic block. It returns true if the block is changed.
 719   bool BBVectorize::vectorizePairs(BasicBlock &BB, bool NonPow2Len) {
 720     bool ShouldContinue;
 721     BasicBlock::iterator Start = BB.getFirstInsertionPt();
 722
 723     std::vector<Value *> AllPairableInsts;
 724     DenseMap<Value *, Value *> AllChosenPairs;
 725     DenseSet<ValuePair> AllFixedOrderPairs;
 726     DenseMap<VPPair, unsigned> AllPairConnectionTypes;
 727     DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > AllConnectedPairs,
 728                                                  AllConnectedPairDeps;
 729
 730     do {
 731       std::vector<Value *> PairableInsts;
 732       DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > CandidatePairs;
 733       DenseSet<ValuePair> FixedOrderPairs;
 734       DenseMap<ValuePair, int> CandidatePairCostSavings;
 735       ShouldContinue = getCandidatePairs(BB, Start, CandidatePairs,
 736                                          FixedOrderPairs,
 737                                          CandidatePairCostSavings,
 738                                          PairableInsts, NonPow2Len);
 739       if (PairableInsts.empty()) continue;
 740
 741       // Build the candidate pair set for faster lookups.
 742       DenseSet<ValuePair> CandidatePairsSet;
 743       for (DenseMap<Value *, std::vector<Value *> >::iterator I =
 744            CandidatePairs.begin(), E = CandidatePairs.end(); I != E; ++I)
 745         for (std::vector<Value *>::iterator J = I->second.begin(),
 746              JE = I->second.end(); J != JE; ++J)
 747           CandidatePairsSet.insert(ValuePair(I->first, *J));
 748
 749       // Now we have a map of all of the pairable instructions and we need to
 750       // select the best possible pairing. A good pairing is one such that the
 751       // users of the pair are also paired. This defines a (directed) forest
 752       // over the pairs such that two pairs are connected iff the second pair
 753       // uses the first.
 754
 755       // Note that it only matters that both members of the second pair use some
 756       // element of the first pair (to allow for splatting).
 757
 758       DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > ConnectedPairs,
 759                                                    ConnectedPairDeps;
 760       DenseMap<VPPair, unsigned> PairConnectionTypes;
 761       computeConnectedPairs(CandidatePairs, CandidatePairsSet,
 762                             PairableInsts, ConnectedPairs, PairConnectionTypes);
 763       if (ConnectedPairs.empty()) continue;
 764
 765       for (DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator
 766            I = ConnectedPairs.begin(), IE = ConnectedPairs.end();
 767            I != IE; ++I)
 768         for (std::vector<ValuePair>::iterator J = I->second.begin(),
 769              JE = I->second.end(); J != JE; ++J)
 770           ConnectedPairDeps[*J].push_back(I->first);
 771
 772       // Build the pairable-instruction dependency map
 773       DenseSet<ValuePair> PairableInstUsers;
 774       buildDepMap(BB, CandidatePairs, PairableInsts, PairableInstUsers);
 775
 776       // There is now a graph of the connected pairs. For each variable, pick
 777       // the pairing with the largest dag meeting the depth requirement on at
 778       // least one branch. Then select all pairings that are part of that dag
 779       // and remove them from the list of available pairings and pairable
 780       // variables.
 781
 782       DenseMap<Value *, Value *> ChosenPairs;
 783       choosePairs(CandidatePairs, CandidatePairsSet,
 784         CandidatePairCostSavings,
 785         PairableInsts, FixedOrderPairs, PairConnectionTypes,
 786         ConnectedPairs, ConnectedPairDeps,
 787         PairableInstUsers, ChosenPairs);
 788
 789       if (ChosenPairs.empty()) continue;
 790       AllPairableInsts.insert(AllPairableInsts.end(), PairableInsts.begin(),
 791                               PairableInsts.end());
 792       AllChosenPairs.insert(ChosenPairs.begin(), ChosenPairs.end());
 793
 794       // Only for the chosen pairs, propagate information on fixed-order pairs,
 795       // pair connections, and their types to the data structures used by the
 796       // pair fusion procedures.
 797       for (DenseMap<Value *, Value *>::iterator I = ChosenPairs.begin(),
 798            IE = ChosenPairs.end(); I != IE; ++I) {
 799         if (FixedOrderPairs.count(*I))
 800           AllFixedOrderPairs.insert(*I);
 801         else if (FixedOrderPairs.count(ValuePair(I->second, I->first)))
 802           AllFixedOrderPairs.insert(ValuePair(I->second, I->first));
 803
 804         for (DenseMap<Value *, Value *>::iterator J = ChosenPairs.begin();
 805              J != IE; ++J) {
 806           DenseMap<VPPair, unsigned>::iterator K =
 807             PairConnectionTypes.find(VPPair(*I, *J));
 808           if (K != PairConnectionTypes.end()) {
 809             AllPairConnectionTypes.insert(*K);
 810           } else {
 811             K = PairConnectionTypes.find(VPPair(*J, *I));
 812             if (K != PairConnectionTypes.end())
 813               AllPairConnectionTypes.insert(*K);
 814           }
 815         }
 816       }
 817
 818       for (DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator
 819            I = ConnectedPairs.begin(), IE = ConnectedPairs.end();
 820            I != IE; ++I)
 821         for (std::vector<ValuePair>::iterator J = I->second.begin(),
 822           JE = I->second.end(); J != JE; ++J)
 823           if (AllPairConnectionTypes.count(VPPair(I->first, *J))) {
 824             AllConnectedPairs[I->first].push_back(*J);
 825             AllConnectedPairDeps[*J].push_back(I->first);
 826           }
 827     } while (ShouldContinue);
 828
 829     if (AllChosenPairs.empty()) return false;
 830     NumFusedOps += AllChosenPairs.size();
 831
 832     // A set of pairs has now been selected. It is now necessary to replace the
 833     // paired instructions with vector instructions. For this procedure each
 834     // operand must be replaced with a vector operand. This vector is formed
 835     // by using build_vector on the old operands. The replaced values are then
 836     // replaced with a vector_extract on the result.  Subsequent optimization
 837     // passes should coalesce the build/extract combinations.
 838
 839     fuseChosenPairs(BB, AllPairableInsts, AllChosenPairs, AllFixedOrderPairs,
 840                     AllPairConnectionTypes,
 841                     AllConnectedPairs, AllConnectedPairDeps);
 842
 843     // It is important to cleanup here so that future iterations of this
 844     // function have less work to do.
 845     (void)SimplifyInstructionsInBlock(&BB, AA->getTargetLibraryInfo());
 846     return true;
 847   }
 848
 849   // This function returns true if the provided instruction is capable of being
 850   // fused into a vector instruction. This determination is based only on the
 851   // type and other attributes of the instruction.
 852   bool BBVectorize::isInstVectorizable(Instruction *I,
 853                                          bool &IsSimpleLoadStore) {
 854     IsSimpleLoadStore = false;
 855
 856     if (CallInst *C = dyn_cast<CallInst>(I)) {
 857       if (!isVectorizableIntrinsic(C))
 858         return false;
 859     } else if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
 860       // Vectorize simple loads if possbile:
 861       IsSimpleLoadStore = L->isSimple();
 862       if (!IsSimpleLoadStore || !Config.VectorizeMemOps)
 863         return false;
 864     } else if (StoreInst *S = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
 865       // Vectorize simple stores if possbile:
 866       IsSimpleLoadStore = S->isSimple();
 867       if (!IsSimpleLoadStore || !Config.VectorizeMemOps)
 868         return false;
 869     } else if (CastInst *C = dyn_cast<CastInst>(I)) {
 870       // We can vectorize casts, but not casts of pointer types, etc.
 871       if (!Config.VectorizeCasts)
 872         return false;
 873
 874       Type *SrcTy = C->getSrcTy();
 875       if (!SrcTy->isSingleValueType())
 876         return false;
 877
 878       Type *DestTy = C->getDestTy();
 879       if (!DestTy->isSingleValueType())
 880         return false;
 881     } else if (isa<SelectInst>(I)) {
 882       if (!Config.VectorizeSelect)
 883         return false;
 884     } else if (isa<CmpInst>(I)) {
 885       if (!Config.VectorizeCmp)
 886         return false;
 887     } else if (GetElementPtrInst *G = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
 888       if (!Config.VectorizeGEP)
 889         return false;
 890
 891       // Currently, vector GEPs exist only with one index.
 892       if (G->getNumIndices() != 1)
 893         return false;
 894     } else if (!(I->isBinaryOp() || isa<ShuffleVectorInst>(I) ||
 895         isa<ExtractElementInst>(I) || isa<InsertElementInst>(I))) {
 896       return false;
 897     }
 898
 899     Type *T1, *T2;
 900     getInstructionTypes(I, T1, T2);
 901
 902     // Not every type can be vectorized...
 903     if (!(VectorType::isValidElementType(T1) || T1->isVectorTy()) ||
 904         !(VectorType::isValidElementType(T2) || T2->isVectorTy()))
 905       return false;
 906
 907     if (T1->getScalarSizeInBits() == 1) {
 908       if (!Config.VectorizeBools)
 909         return false;
 910     } else {
 911       if (!Config.VectorizeInts && T1->isIntOrIntVectorTy())
 912         return false;
 913     }
 914
 915     if (T2->getScalarSizeInBits() == 1) {
 916       if (!Config.VectorizeBools)
 917         return false;
 918     } else {
 919       if (!Config.VectorizeInts && T2->isIntOrIntVectorTy())
 920         return false;
 921     }
 922
 923     if (!Config.VectorizeFloats
 924         && (T1->isFPOrFPVectorTy() || T2->isFPOrFPVectorTy()))
 925       return false;
 926
 927     // Don't vectorize target-specific types.
 928     if (T1->isX86_FP80Ty() || T1->isPPC_FP128Ty() || T1->isX86_MMXTy())
 929       return false;
 930     if (T2->isX86_FP80Ty() || T2->isPPC_FP128Ty() || T2->isX86_MMXTy())
 931       return false;
 932
 933     if (!Config.VectorizePointers && (T1->getScalarType()->isPointerTy() ||
 934                                       T2->getScalarType()->isPointerTy()))
 935       return false;
 936
 937     if (!TTI && (T1->getPrimitiveSizeInBits() >= Config.VectorBits ||
 938                  T2->getPrimitiveSizeInBits() >= Config.VectorBits))
 939       return false;
 940
 941     return true;
 942   }
 943
 944   // This function returns true if the two provided instructions are compatible
 945   // (meaning that they can be fused into a vector instruction). This assumes
 946   // that I has already been determined to be vectorizable and that J is not
 947   // in the use dag of I.
 948   bool BBVectorize::areInstsCompatible(Instruction *I, Instruction *J,
 949                        bool IsSimpleLoadStore, bool NonPow2Len,
 950                        int &CostSavings, int &FixedOrder) {
 951     DEBUG(if (DebugInstructionExamination) dbgs() << "BBV: looking at " << *I <<
 952                      " <-> " << *J << "\n");
 953
 954     CostSavings = 0;
 955     FixedOrder = 0;
 956
 957     // Loads and stores can be merged if they have different alignments,
 958     // but are otherwise the same.
 959     if (!J->isSameOperationAs(I, Instruction::CompareIgnoringAlignment |
 960                       (NonPow2Len ? Instruction::CompareUsingScalarTypes : 0)))
 961       return false;
 962
 963     Type *IT1, *IT2, *JT1, *JT2;
 964     getInstructionTypes(I, IT1, IT2);
 965     getInstructionTypes(J, JT1, JT2);
 966     unsigned MaxTypeBits = std::max(
 967       IT1->getPrimitiveSizeInBits() + JT1->getPrimitiveSizeInBits(),
 968       IT2->getPrimitiveSizeInBits() + JT2->getPrimitiveSizeInBits());
 969     if (!TTI && MaxTypeBits > Config.VectorBits)
 970       return false;
 971
 972     // FIXME: handle addsub-type operations!
 973
 974     if (IsSimpleLoadStore) {
 975       Value *IPtr, *JPtr;
 976       unsigned IAlignment, JAlignment, IAddressSpace, JAddressSpace;
 977       int64_t OffsetInElmts = 0;
 978       if (getPairPtrInfo(I, J, IPtr, JPtr, IAlignment, JAlignment,
 979                          IAddressSpace, JAddressSpace, OffsetInElmts) &&
 980           std::abs(OffsetInElmts) == 1) {
 981         FixedOrder = (int) OffsetInElmts;
 982         unsigned BottomAlignment = IAlignment;
 983         if (OffsetInElmts < 0) BottomAlignment = JAlignment;
 984
 985         Type *aTypeI = isa<StoreInst>(I) ?
 986           cast<StoreInst>(I)->getValueOperand()->getType() : I->getType();
 987         Type *aTypeJ = isa<StoreInst>(J) ?
 988           cast<StoreInst>(J)->getValueOperand()->getType() : J->getType();
 989         Type *VType = getVecTypeForPair(aTypeI, aTypeJ);
 990
 991         if (Config.AlignedOnly) {
 992           // An aligned load or store is possible only if the instruction
 993           // with the lower offset has an alignment suitable for the
 994           // vector type.
 995           const DataLayout &DL = I->getModule()->getDataLayout();
 996           unsigned VecAlignment = DL.getPrefTypeAlignment(VType);
 997           if (BottomAlignment < VecAlignment)
 998             return false;
 999         }
1000
1001         if (TTI) {
1002           unsigned ICost = TTI->getMemoryOpCost(I->getOpcode(), aTypeI,
1003                                                 IAlignment, IAddressSpace);
1004           unsigned JCost = TTI->getMemoryOpCost(J->getOpcode(), aTypeJ,
1005                                                 JAlignment, JAddressSpace);
1006           unsigned VCost = TTI->getMemoryOpCost(I->getOpcode(), VType,
1007                                                 BottomAlignment,
1008                                                 IAddressSpace);
1009
1010           ICost += TTI->getAddressComputationCost(aTypeI);
1011           JCost += TTI->getAddressComputationCost(aTypeJ);
1012           VCost += TTI->getAddressComputationCost(VType);
1013
1014           if (VCost > ICost + JCost)
1015             return false;
1016
1017           // We don't want to fuse to a type that will be split, even
1018           // if the two input types will also be split and there is no other
1019           // associated cost.
1020           unsigned VParts = TTI->getNumberOfParts(VType);
1021           if (VParts > 1)
1022             return false;
1023           else if (!VParts && VCost == ICost + JCost)
1024             return false;
1025
1026           CostSavings = ICost + JCost - VCost;
1027         }
1028       } else {
1029         return false;
1030       }
1031     } else if (TTI) {
1032       unsigned ICost = getInstrCost(I->getOpcode(), IT1, IT2);
1033       unsigned JCost = getInstrCost(J->getOpcode(), JT1, JT2);
1034       Type *VT1 = getVecTypeForPair(IT1, JT1),
1035            *VT2 = getVecTypeForPair(IT2, JT2);
1036       TargetTransformInfo::OperandValueKind Op1VK =
1037           TargetTransformInfo::OK_AnyValue;
1038       TargetTransformInfo::OperandValueKind Op2VK =
1039           TargetTransformInfo::OK_AnyValue;
1040
1041       // On some targets (example X86) the cost of a vector shift may vary
1042       // depending on whether the second operand is a Uniform or
1043       // NonUniform Constant.
1044       switch (I->getOpcode()) {
1045       default : break;
1046       case Instruction::Shl:
1047       case Instruction::LShr:
1048       case Instruction::AShr:
1049
1050         // If both I and J are scalar shifts by constant, then the
1051         // merged vector shift count would be either a constant splat value
1052         // or a non-uniform vector of constants.
1053         if (ConstantInt *CII = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1054           if (ConstantInt *CIJ = dyn_cast<ConstantInt>(J->getOperand(1)))
1055             Op2VK = CII == CIJ ? TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue :
1056                                TargetTransformInfo::OK_NonUniformConstantValue;
1057         } else {
1058           // Check for a splat of a constant or for a non uniform vector
1059           // of constants.
1060           Value *IOp = I->getOperand(1);
1061           Value *JOp = J->getOperand(1);
1062           if ((isa<ConstantVector>(IOp) || isa<ConstantDataVector>(IOp)) &&
1063               (isa<ConstantVector>(JOp) || isa<ConstantDataVector>(JOp))) {
1064             Op2VK = TargetTransformInfo::OK_NonUniformConstantValue;
1065             Constant *SplatValue = cast<Constant>(IOp)->getSplatValue();
1066             if (SplatValue != nullptr &&
1067                 SplatValue == cast<Constant>(JOp)->getSplatValue())
1068               Op2VK = TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue;
1069           }
1070         }
1071       }
1072
1073       // Note that this procedure is incorrect for insert and extract element
1074       // instructions (because combining these often results in a shuffle),
1075       // but this cost is ignored (because insert and extract element
1076       // instructions are assigned a zero depth factor and are not really
1077       // fused in general).
1078       unsigned VCost = getInstrCost(I->getOpcode(), VT1, VT2, Op1VK, Op2VK);
1079
1080       if (VCost > ICost + JCost)
1081         return false;
1082
1083       // We don't want to fuse to a type that will be split, even
1084       // if the two input types will also be split and there is no other
1085       // associated cost.
1086       unsigned VParts1 = TTI->getNumberOfParts(VT1),
1087                VParts2 = TTI->getNumberOfParts(VT2);
1088       if (VParts1 > 1 || VParts2 > 1)
1089         return false;
1090       else if ((!VParts1 || !VParts2) && VCost == ICost + JCost)
1091         return false;
1092
1093       CostSavings = ICost + JCost - VCost;
1094     }
1095
1096     // The powi,ctlz,cttz intrinsics are special because only the first
1097     // argument is vectorized, the second arguments must be equal.
1098     CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I);
1099     Function *FI;
1100     if (CI && (FI = CI->getCalledFunction())) {
1101       Intrinsic::ID IID = (Intrinsic::ID) FI->getIntrinsicID();
1102       if (IID == Intrinsic::powi || IID == Intrinsic::ctlz ||
1103           IID == Intrinsic::cttz) {
1104         Value *A1I = CI->getArgOperand(1),
1105               *A1J = cast<CallInst>(J)->getArgOperand(1);
1106         const SCEV *A1ISCEV = SE->getSCEV(A1I),
1107                    *A1JSCEV = SE->getSCEV(A1J);
1108         return (A1ISCEV == A1JSCEV);
1109       }
1110
1111       if (IID && TTI) {
1112         SmallVector<Type*, 4> Tys;
1113         for (unsigned i = 0, ie = CI->getNumArgOperands(); i != ie; ++i)
1114           Tys.push_back(CI->getArgOperand(i)->getType());
1115         unsigned ICost = TTI->getIntrinsicInstrCost(IID, IT1, Tys);
1116
1117         Tys.clear();
1118         CallInst *CJ = cast<CallInst>(J);
1119         for (unsigned i = 0, ie = CJ->getNumArgOperands(); i != ie; ++i)
1120           Tys.push_back(CJ->getArgOperand(i)->getType());
1121         unsigned JCost = TTI->getIntrinsicInstrCost(IID, JT1, Tys);
1122
1123         Tys.clear();
1124         assert(CI->getNumArgOperands() == CJ->getNumArgOperands() &&
1125                "Intrinsic argument counts differ");
1126         for (unsigned i = 0, ie = CI->getNumArgOperands(); i != ie; ++i) {
1127           if ((IID == Intrinsic::powi || IID == Intrinsic::ctlz ||
1128                IID == Intrinsic::cttz) && i == 1)
1129             Tys.push_back(CI->getArgOperand(i)->getType());
1130           else
1131             Tys.push_back(getVecTypeForPair(CI->getArgOperand(i)->getType(),
1132                                             CJ->getArgOperand(i)->getType()));
1133         }
1134
1135         Type *RetTy = getVecTypeForPair(IT1, JT1);
1136         unsigned VCost = TTI->getIntrinsicInstrCost(IID, RetTy, Tys);
1137
1138         if (VCost > ICost + JCost)
1139           return false;
1140
1141         // We don't want to fuse to a type that will be split, even
1142         // if the two input types will also be split and there is no other
1143         // associated cost.
1144         unsigned RetParts = TTI->getNumberOfParts(RetTy);
1145         if (RetParts > 1)
1146           return false;
1147         else if (!RetParts && VCost == ICost + JCost)
1148           return false;
1149
1150         for (unsigned i = 0, ie = CI->getNumArgOperands(); i != ie; ++i) {
1151           if (!Tys[i]->isVectorTy())
1152             continue;
1153
1154           unsigned NumParts = TTI->getNumberOfParts(Tys[i]);
1155           if (NumParts > 1)
1156             return false;
1157           else if (!NumParts && VCost == ICost + JCost)
1158             return false;
1159         }
1160
1161         CostSavings = ICost + JCost - VCost;
1162       }
1163     }
1164
1165     return true;
1166   }
1167
1168   // Figure out whether or not J uses I and update the users and write-set
1169   // structures associated with I. Specifically, Users represents the set of
1170   // instructions that depend on I. WriteSet represents the set
1171   // of memory locations that are dependent on I. If UpdateUsers is true,
1172   // and J uses I, then Users is updated to contain J and WriteSet is updated
1173   // to contain any memory locations to which J writes. The function returns
1174   // true if J uses I. By default, alias analysis is used to determine
1175   // whether J reads from memory that overlaps with a location in WriteSet.
1176   // If LoadMoveSet is not null, then it is a previously-computed map
1177   // where the key is the memory-based user instruction and the value is
1178   // the instruction to be compared with I. So, if LoadMoveSet is provided,
1179   // then the alias analysis is not used. This is necessary because this
1180   // function is called during the process of moving instructions during
1181   // vectorization and the results of the alias analysis are not stable during
1182   // that process.
1183   bool BBVectorize::trackUsesOfI(DenseSet<Value *> &Users,
1184                        AliasSetTracker &WriteSet, Instruction *I,
1185                        Instruction *J, bool UpdateUsers,
1186                        DenseSet<ValuePair> *LoadMoveSetPairs) {
1187     bool UsesI = false;
1188
1189     // This instruction may already be marked as a user due, for example, to
1190     // being a member of a selected pair.
1191     if (Users.count(J))
1192       UsesI = true;
1193
1194     if (!UsesI)
1195       for (User::op_iterator JU = J->op_begin(), JE = J->op_end();
1196            JU != JE; ++JU) {
1197         Value *V = *JU;
1198         if (I == V || Users.count(V)) {
1199           UsesI = true;
1200           break;
1201         }
1202       }
1203     if (!UsesI && J->mayReadFromMemory()) {
1204       if (LoadMoveSetPairs) {
1205         UsesI = LoadMoveSetPairs->count(ValuePair(J, I));
1206       } else {
1207         for (AliasSetTracker::iterator W = WriteSet.begin(),
1208              WE = WriteSet.end(); W != WE; ++W) {
1209           if (W->aliasesUnknownInst(J, *AA)) {
1210             UsesI = true;
1211             break;
1212           }
1213         }
1214       }
1215     }
1216
1217     if (UsesI && UpdateUsers) {
1218       if (J->mayWriteToMemory()) WriteSet.add(J);
1219       Users.insert(J);
1220     }
1221
1222     return UsesI;
1223   }
1224
1225   // This function iterates over all instruction pairs in the provided
1226   // basic block and collects all candidate pairs for vectorization.
1227   bool BBVectorize::getCandidatePairs(BasicBlock &BB,
1228                        BasicBlock::iterator &Start,
1229                        DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
1230                        DenseSet<ValuePair> &FixedOrderPairs,
1231                        DenseMap<ValuePair, int> &CandidatePairCostSavings,
1232                        std::vector<Value *> &PairableInsts, bool NonPow2Len) {
1233     size_t TotalPairs = 0;
1234     BasicBlock::iterator E = BB.end();
1235     if (Start == E) return false;
1236
1237     bool ShouldContinue = false, IAfterStart = false;
1238     for (BasicBlock::iterator I = Start++; I != E; ++I) {
1239       if (I == Start) IAfterStart = true;
1240
1241       bool IsSimpleLoadStore;
1242       if (!isInstVectorizable(I, IsSimpleLoadStore)) continue;
1243
1244       // Look for an instruction with which to pair instruction *I...
1245       DenseSet<Value *> Users;
1246       AliasSetTracker WriteSet(*AA);
1247       if (I->mayWriteToMemory()) WriteSet.add(I);
1248
1249       bool JAfterStart = IAfterStart;
1250       BasicBlock::iterator J = std::next(I);
1251       for (unsigned ss = 0; J != E && ss <= Config.SearchLimit; ++J, ++ss) {
1252         if (J == Start) JAfterStart = true;
1253
1254         // Determine if J uses I, if so, exit the loop.
1255         bool UsesI = trackUsesOfI(Users, WriteSet, I, J, !Config.FastDep);
1256         if (Config.FastDep) {
1257           // Note: For this heuristic to be effective, independent operations
1258           // must tend to be intermixed. This is likely to be true from some
1259           // kinds of grouped loop unrolling (but not the generic LLVM pass),
1260           // but otherwise may require some kind of reordering pass.
1261
1262           // When using fast dependency analysis,
1263           // stop searching after first use:
1264           if (UsesI) break;
1265         } else {
1266           if (UsesI) continue;
1267         }
1268
1269         // J does not use I, and comes before the first use of I, so it can be
1270         // merged with I if the instructions are compatible.
1271         int CostSavings, FixedOrder;
1272         if (!areInstsCompatible(I, J, IsSimpleLoadStore, NonPow2Len,
1273             CostSavings, FixedOrder)) continue;
1274
1275         // J is a candidate for merging with I.
1276         if (PairableInsts.empty() ||
1277              PairableInsts[PairableInsts.size()-1] != I) {
1278           PairableInsts.push_back(I);
1279         }
1280
1281         CandidatePairs[I].push_back(J);
1282         ++TotalPairs;
1283         if (TTI)
1284           CandidatePairCostSavings.insert(ValuePairWithCost(ValuePair(I, J),
1285                                                             CostSavings));
1286
1287         if (FixedOrder == 1)
1288           FixedOrderPairs.insert(ValuePair(I, J));
1289         else if (FixedOrder == -1)
1290           FixedOrderPairs.insert(ValuePair(J, I));
1291
1292         // The next call to this function must start after the last instruction
1293         // selected during this invocation.
1294         if (JAfterStart) {
1295           Start = std::next(J);
1296           IAfterStart = JAfterStart = false;
1297         }
1298
1299         DEBUG(if (DebugCandidateSelection) dbgs() << "BBV: candidate pair "
1300                      << *I << " <-> " << *J << " (cost savings: " <<
1301                      CostSavings << ")\n");
1302
1303         // If we have already found too many pairs, break here and this function
1304         // will be called again starting after the last instruction selected
1305         // during this invocation.
1306         if (PairableInsts.size() >= Config.MaxInsts ||
1307             TotalPairs >= Config.MaxPairs) {
1308           ShouldContinue = true;
1309           break;
1310         }
1311       }
1312
1313       if (ShouldContinue)
1314         break;
1315     }
1316
1317     DEBUG(dbgs() << "BBV: found " << PairableInsts.size()
1318            << " instructions with candidate pairs\n");
1319
1320     return ShouldContinue;
1321   }
1322
1323   // Finds candidate pairs connected to the pair P = <PI, PJ>. This means that
1324   // it looks for pairs such that both members have an input which is an
1325   // output of PI or PJ.
1326   void BBVectorize::computePairsConnectedTo(
1327                   DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
1328                   DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
1329                   std::vector<Value *> &PairableInsts,
1330                   DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
1331                   DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes,
1332                   ValuePair P) {
1333     StoreInst *SI, *SJ;
1334
1335     // For each possible pairing for this variable, look at the uses of
1336     // the first value...
1337     for (Value::user_iterator I = P.first->user_begin(),
1338                               E = P.first->user_end();
1339          I != E; ++I) {
1340       User *UI = *I;
1341       if (isa<LoadInst>(UI)) {
1342         // A pair cannot be connected to a load because the load only takes one
1343         // operand (the address) and it is a scalar even after vectorization.
1344         continue;
1345       } else if ((SI = dyn_cast<StoreInst>(UI)) &&
1346                  P.first == SI->getPointerOperand()) {
1347         // Similarly, a pair cannot be connected to a store through its
1348         // pointer operand.
1349         continue;
1350       }
1351
1352       // For each use of the first variable, look for uses of the second
1353       // variable...
1354       for (User *UJ : P.second->users()) {
1355         if ((SJ = dyn_cast<StoreInst>(UJ)) &&
1356             P.second == SJ->getPointerOperand())
1357           continue;
1358
1359         // Look for <I, J>:
1360         if (CandidatePairsSet.count(ValuePair(UI, UJ))) {
1361           VPPair VP(P, ValuePair(UI, UJ));
1362           ConnectedPairs[VP.first].push_back(VP.second);
1363           PairConnectionTypes.insert(VPPairWithType(VP, PairConnectionDirect));
1364         }
1365
1366         // Look for <J, I>:
1367         if (CandidatePairsSet.count(ValuePair(UJ, UI))) {
1368           VPPair VP(P, ValuePair(UJ, UI));
1369           ConnectedPairs[VP.first].push_back(VP.second);
1370           PairConnectionTypes.insert(VPPairWithType(VP, PairConnectionSwap));
1371         }
1372       }
1373
1374       if (Config.SplatBreaksChain) continue;
1375       // Look for cases where just the first value in the pair is used by
1376       // both members of another pair (splatting).
1377       for (Value::user_iterator J = P.first->user_begin(); J != E; ++J) {
1378         User *UJ = *J;
1379         if ((SJ = dyn_cast<StoreInst>(UJ)) &&
1380             P.first == SJ->getPointerOperand())
1381           continue;
1382
1383         if (CandidatePairsSet.count(ValuePair(UI, UJ))) {
1384           VPPair VP(P, ValuePair(UI, UJ));
1385           ConnectedPairs[VP.first].push_back(VP.second);
1386           PairConnectionTypes.insert(VPPairWithType(VP, PairConnectionSplat));
1387         }
1388       }
1389     }
1390
1391     if (Config.SplatBreaksChain) return;
1392     // Look for cases where just the second value in the pair is used by
1393     // both members of another pair (splatting).
1394     for (Value::user_iterator I = P.second->user_begin(),
1395                               E = P.second->user_end();
1396          I != E; ++I) {
1397       User *UI = *I;
1398       if (isa<LoadInst>(UI))
1399         continue;
1400       else if ((SI = dyn_cast<StoreInst>(UI)) &&
1401                P.second == SI->getPointerOperand())
1402         continue;
1403
1404       for (Value::user_iterator J = P.second->user_begin(); J != E; ++J) {
1405         User *UJ = *J;
1406         if ((SJ = dyn_cast<StoreInst>(UJ)) &&
1407             P.second == SJ->getPointerOperand())
1408           continue;
1409
1410         if (CandidatePairsSet.count(ValuePair(UI, UJ))) {
1411           VPPair VP(P, ValuePair(UI, UJ));
1412           ConnectedPairs[VP.first].push_back(VP.second);
1413           PairConnectionTypes.insert(VPPairWithType(VP, PairConnectionSplat));
1414         }
1415       }
1416     }
1417   }
1418
1419   // This function figures out which pairs are connected.  Two pairs are
1420   // connected if some output of the first pair forms an input to both members
1421   // of the second pair.
1422   void BBVectorize::computeConnectedPairs(
1423                   DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
1424                   DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
1425                   std::vector<Value *> &PairableInsts,
1426                   DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
1427                   DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes) {
1428     for (std::vector<Value *>::iterator PI = PairableInsts.begin(),
1429          PE = PairableInsts.end(); PI != PE; ++PI) {
1430       DenseMap<Value *, std::vector<Value *> >::iterator PP =
1431         CandidatePairs.find(*PI);
1432       if (PP == CandidatePairs.end())
1433         continue;
1434
1435       for (std::vector<Value *>::iterator P = PP->second.begin(),
1436            E = PP->second.end(); P != E; ++P)
1437         computePairsConnectedTo(CandidatePairs, CandidatePairsSet,
1438                                 PairableInsts, ConnectedPairs,
1439                                 PairConnectionTypes, ValuePair(*PI, *P));
1440     }
1441
1442     DEBUG(size_t TotalPairs = 0;
1443           for (DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator I =
1444                ConnectedPairs.begin(), IE = ConnectedPairs.end(); I != IE; ++I)
1445             TotalPairs += I->second.size();
1446           dbgs() << "BBV: found " << TotalPairs
1447                  << " pair connections.\n");
1448   }
1449
1450   // This function builds a set of use tuples such that <A, B> is in the set
1451   // if B is in the use dag of A. If B is in the use dag of A, then B
1452   // depends on the output of A.
1453   void BBVectorize::buildDepMap(
1454                       BasicBlock &BB,
1455                       DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
1456                       std::vector<Value *> &PairableInsts,
1457                       DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers) {
1458     DenseSet<Value *> IsInPair;
1459     for (DenseMap<Value *, std::vector<Value *> >::iterator C =
1460          CandidatePairs.begin(), E = CandidatePairs.end(); C != E; ++C) {
1461       IsInPair.insert(C->first);
1462       IsInPair.insert(C->second.begin(), C->second.end());
1463     }
1464
1465     // Iterate through the basic block, recording all users of each
1466     // pairable instruction.
1467
1468     BasicBlock::iterator E = BB.end(), EL =
1469       BasicBlock::iterator(cast<Instruction>(PairableInsts.back()));
1470     for (BasicBlock::iterator I = BB.getFirstInsertionPt(); I != E; ++I) {
1471       if (IsInPair.find(I) == IsInPair.end()) continue;
1472
1473       DenseSet<Value *> Users;
1474       AliasSetTracker WriteSet(*AA);
1475       if (I->mayWriteToMemory()) WriteSet.add(I);
1476
1477       for (BasicBlock::iterator J = std::next(I); J != E; ++J) {
1478         (void) trackUsesOfI(Users, WriteSet, I, J);
1479
1480         if (J == EL)
1481           break;
1482       }
1483
1484       for (DenseSet<Value *>::iterator U = Users.begin(), E = Users.end();
1485            U != E; ++U) {
1486         if (IsInPair.find(*U) == IsInPair.end()) continue;
1487         PairableInstUsers.insert(ValuePair(I, *U));
1488       }
1489
1490       if (I == EL)
1491         break;
1492     }
1493   }
1494
1495   // Returns true if an input to pair P is an output of pair Q and also an
1496   // input of pair Q is an output of pair P. If this is the case, then these
1497   // two pairs cannot be simultaneously fused.
1498   bool BBVectorize::pairsConflict(ValuePair P, ValuePair Q,
1499              DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
1500              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > *PairableInstUserMap,
1501              DenseSet<VPPair> *PairableInstUserPairSet) {
1502     // Two pairs are in conflict if they are mutual Users of eachother.
1503     bool QUsesP = PairableInstUsers.count(ValuePair(P.first,  Q.first))  ||
1504                   PairableInstUsers.count(ValuePair(P.first,  Q.second)) ||
1505                   PairableInstUsers.count(ValuePair(P.second, Q.first))  ||
1506                   PairableInstUsers.count(ValuePair(P.second, Q.second));
1507     bool PUsesQ = PairableInstUsers.count(ValuePair(Q.first,  P.first))  ||
1508                   PairableInstUsers.count(ValuePair(Q.first,  P.second)) ||
1509                   PairableInstUsers.count(ValuePair(Q.second, P.first))  ||
1510                   PairableInstUsers.count(ValuePair(Q.second, P.second));
1511     if (PairableInstUserMap) {
1512       // FIXME: The expensive part of the cycle check is not so much the cycle
1513       // check itself but this edge insertion procedure. This needs some
1514       // profiling and probably a different data structure.
1515       if (PUsesQ) {
1516         if (PairableInstUserPairSet->insert(VPPair(Q, P)).second)
1517           (*PairableInstUserMap)[Q].push_back(P);
1518       }
1519       if (QUsesP) {
1520         if (PairableInstUserPairSet->insert(VPPair(P, Q)).second)
1521           (*PairableInstUserMap)[P].push_back(Q);
1522       }
1523     }
1524
1525     return (QUsesP && PUsesQ);
1526   }
1527
1528   // This function walks the use graph of current pairs to see if, starting
1529   // from P, the walk returns to P.
1530   bool BBVectorize::pairWillFormCycle(ValuePair P,
1531              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &PairableInstUserMap,
1532              DenseSet<ValuePair> &CurrentPairs) {
1533     DEBUG(if (DebugCycleCheck)
1534             dbgs() << "BBV: starting cycle check for : " << *P.first << " <-> "
1535                    << *P.second << "\n");
1536     // A lookup table of visisted pairs is kept because the PairableInstUserMap
1537     // contains non-direct associations.
1538     DenseSet<ValuePair> Visited;
1539     SmallVector<ValuePair, 32> Q;
1540     // General depth-first post-order traversal:
1541     Q.push_back(P);
1542     do {
1543       ValuePair QTop = Q.pop_back_val();
1544       Visited.insert(QTop);
1545
1546       DEBUG(if (DebugCycleCheck)
1547               dbgs() << "BBV: cycle check visiting: " << *QTop.first << " <-> "
1548                      << *QTop.second << "\n");
1549       DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator QQ =
1550         PairableInstUserMap.find(QTop);
1551       if (QQ == PairableInstUserMap.end())
1552         continue;
1553
1554       for (std::vector<ValuePair>::iterator C = QQ->second.begin(),
1555            CE = QQ->second.end(); C != CE; ++C) {
1556         if (*C == P) {
1557           DEBUG(dbgs()
1558                  << "BBV: rejected to prevent non-trivial cycle formation: "
1559                  << QTop.first << " <-> " << C->second << "\n");
1560           return true;
1561         }
1562
1563         if (CurrentPairs.count(*C) && !Visited.count(*C))
1564           Q.push_back(*C);
1565       }
1566     } while (!Q.empty());
1567
1568     return false;
1569   }
1570
1571   // This function builds the initial dag of connected pairs with the
1572   // pair J at the root.
1573   void BBVectorize::buildInitialDAGFor(
1574                   DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
1575                   DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
1576                   std::vector<Value *> &PairableInsts,
1577                   DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
1578                   DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
1579                   DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
1580                   DenseMap<ValuePair, size_t> &DAG, ValuePair J) {
1581     // Each of these pairs is viewed as the root node of a DAG. The DAG
1582     // is then walked (depth-first). As this happens, we keep track of
1583     // the pairs that compose the DAG and the maximum depth of the DAG.
1584     SmallVector<ValuePairWithDepth, 32> Q;
1585     // General depth-first post-order traversal:
1586     Q.push_back(ValuePairWithDepth(J, getDepthFactor(J.first)));
1587     do {
1588       ValuePairWithDepth QTop = Q.back();
1589
1590       // Push each child onto the queue:
1591       bool MoreChildren = false;
1592       size_t MaxChildDepth = QTop.second;
1593       DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator QQ =
1594         ConnectedPairs.find(QTop.first);
1595       if (QQ != ConnectedPairs.end())
1596         for (std::vector<ValuePair>::iterator k = QQ->second.begin(),
1597              ke = QQ->second.end(); k != ke; ++k) {
1598           // Make sure that this child pair is still a candidate:
1599           if (CandidatePairsSet.count(*k)) {
1600             DenseMap<ValuePair, size_t>::iterator C = DAG.find(*k);
1601             if (C == DAG.end()) {
1602               size_t d = getDepthFactor(k->first);
1603               Q.push_back(ValuePairWithDepth(*k, QTop.second+d));
1604               MoreChildren = true;
1605             } else {
1606               MaxChildDepth = std::max(MaxChildDepth, C->second);
1607             }
1608           }
1609         }
1610
1611       if (!MoreChildren) {
1612         // Record the current pair as part of the DAG:
1613         DAG.insert(ValuePairWithDepth(QTop.first, MaxChildDepth));
1614         Q.pop_back();
1615       }
1616     } while (!Q.empty());
1617   }
1618
1619   // Given some initial dag, prune it by removing conflicting pairs (pairs
1620   // that cannot be simultaneously chosen for vectorization).
1621   void BBVectorize::pruneDAGFor(
1622               DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
1623               std::vector<Value *> &PairableInsts,
1624               DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
1625               DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
1626               DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &PairableInstUserMap,
1627               DenseSet<VPPair> &PairableInstUserPairSet,
1628               DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
1629               DenseMap<ValuePair, size_t> &DAG,
1630               DenseSet<ValuePair> &PrunedDAG, ValuePair J,
1631               bool UseCycleCheck) {
1632     SmallVector<ValuePairWithDepth, 32> Q;
1633     // General depth-first post-order traversal:
1634     Q.push_back(ValuePairWithDepth(J, getDepthFactor(J.first)));
1635     do {
1636       ValuePairWithDepth QTop = Q.pop_back_val();
1637       PrunedDAG.insert(QTop.first);
1638
1639       // Visit each child, pruning as necessary...
1640       SmallVector<ValuePairWithDepth, 8> BestChildren;
1641       DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator QQ =
1642         ConnectedPairs.find(QTop.first);
1643       if (QQ == ConnectedPairs.end())
1644         continue;
1645
1646       for (std::vector<ValuePair>::iterator K = QQ->second.begin(),
1647            KE = QQ->second.end(); K != KE; ++K) {
1648         DenseMap<ValuePair, size_t>::iterator C = DAG.find(*K);
1649         if (C == DAG.end()) continue;
1650
1651         // This child is in the DAG, now we need to make sure it is the
1652         // best of any conflicting children. There could be multiple
1653         // conflicting children, so first, determine if we're keeping
1654         // this child, then delete conflicting children as necessary.
1655
1656         // It is also necessary to guard against pairing-induced
1657         // dependencies. Consider instructions a .. x .. y .. b
1658         // such that (a,b) are to be fused and (x,y) are to be fused
1659         // but a is an input to x and b is an output from y. This
1660         // means that y cannot be moved after b but x must be moved
1661         // after b for (a,b) to be fused. In other words, after
1662         // fusing (a,b) we have y .. a/b .. x where y is an input
1663         // to a/b and x is an output to a/b: x and y can no longer
1664         // be legally fused. To prevent this condition, we must
1665         // make sure that a child pair added to the DAG is not
1666         // both an input and output of an already-selected pair.
1667
1668         // Pairing-induced dependencies can also form from more complicated
1669         // cycles. The pair vs. pair conflicts are easy to check, and so
1670         // that is done explicitly for "fast rejection", and because for
1671         // child vs. child conflicts, we may prefer to keep the current
1672         // pair in preference to the already-selected child.
1673         DenseSet<ValuePair> CurrentPairs;
1674
1675         bool CanAdd = true;
1676         for (SmallVectorImpl<ValuePairWithDepth>::iterator C2
1677               = BestChildren.begin(), E2 = BestChildren.end();
1678              C2 != E2; ++C2) {
1679           if (C2->first.first == C->first.first ||
1680               C2->first.first == C->first.second ||
1681               C2->first.second == C->first.first ||
1682               C2->first.second == C->first.second ||
1683               pairsConflict(C2->first, C->first, PairableInstUsers,
1684                             UseCycleCheck ? &PairableInstUserMap : nullptr,
1685                             UseCycleCheck ? &PairableInstUserPairSet
1686                                           : nullptr)) {
1687             if (C2->second >= C->second) {
1688               CanAdd = false;
1689               break;
1690             }
1691
1692             CurrentPairs.insert(C2->first);
1693           }
1694         }
1695         if (!CanAdd) continue;
1696
1697         // Even worse, this child could conflict with another node already
1698         // selected for the DAG. If that is the case, ignore this child.
1699         for (DenseSet<ValuePair>::iterator T = PrunedDAG.begin(),
1700              E2 = PrunedDAG.end(); T != E2; ++T) {
1701           if (T->first == C->first.first ||
1702               T->first == C->first.second ||
1703               T->second == C->first.first ||
1704               T->second == C->first.second ||
1705               pairsConflict(*T, C->first, PairableInstUsers,
1706                             UseCycleCheck ? &PairableInstUserMap : nullptr,
1707                             UseCycleCheck ? &PairableInstUserPairSet
1708                                           : nullptr)) {
1709             CanAdd = false;
1710             break;
1711           }
1712
1713           CurrentPairs.insert(*T);
1714         }
1715         if (!CanAdd) continue;
1716
1717         // And check the queue too...
1718         for (SmallVectorImpl<ValuePairWithDepth>::iterator C2 = Q.begin(),
1719              E2 = Q.end(); C2 != E2; ++C2) {
1720           if (C2->first.first == C->first.first ||
1721               C2->first.first == C->first.second ||
1722               C2->first.second == C->first.first ||
1723               C2->first.second == C->first.second ||
1724               pairsConflict(C2->first, C->first, PairableInstUsers,
1725                             UseCycleCheck ? &PairableInstUserMap : nullptr,
1726                             UseCycleCheck ? &PairableInstUserPairSet
1727                                           : nullptr)) {
1728             CanAdd = false;
1729             break;
1730           }
1731
1732           CurrentPairs.insert(C2->first);
1733         }
1734         if (!CanAdd) continue;
1735
1736         // Last but not least, check for a conflict with any of the
1737         // already-chosen pairs.
1738         for (DenseMap<Value *, Value *>::iterator C2 =
1739               ChosenPairs.begin(), E2 = ChosenPairs.end();
1740              C2 != E2; ++C2) {
1741           if (pairsConflict(*C2, C->first, PairableInstUsers,
1742                             UseCycleCheck ? &PairableInstUserMap : nullptr,
1743                             UseCycleCheck ? &PairableInstUserPairSet
1744                                           : nullptr)) {
1745             CanAdd = false;
1746             break;
1747           }
1748
1749           CurrentPairs.insert(*C2);
1750         }
1751         if (!CanAdd) continue;
1752
1753         // To check for non-trivial cycles formed by the addition of the
1754         // current pair we've formed a list of all relevant pairs, now use a
1755         // graph walk to check for a cycle. We start from the current pair and
1756         // walk the use dag to see if we again reach the current pair. If we
1757         // do, then the current pair is rejected.
1758
1759         // FIXME: It may be more efficient to use a topological-ordering
1760         // algorithm to improve the cycle check. This should be investigated.
1761         if (UseCycleCheck &&
1762             pairWillFormCycle(C->first, PairableInstUserMap, CurrentPairs))
1763           continue;
1764
1765         // This child can be added, but we may have chosen it in preference
1766         // to an already-selected child. Check for this here, and if a
1767         // conflict is found, then remove the previously-selected child
1768         // before adding this one in its place.
1769         for (SmallVectorImpl<ValuePairWithDepth>::iterator C2
1770               = BestChildren.begin(); C2 != BestChildren.end();) {
1771           if (C2->first.first == C->first.first ||
1772               C2->first.first == C->first.second ||
1773               C2->first.second == C->first.first ||
1774               C2->first.second == C->first.second ||
1775               pairsConflict(C2->first, C->first, PairableInstUsers))
1776             C2 = BestChildren.erase(C2);
1777           else
1778             ++C2;
1779         }
1780
1781         BestChildren.push_back(ValuePairWithDepth(C->first, C->second));
1782       }
1783
1784       for (SmallVectorImpl<ValuePairWithDepth>::iterator C
1785             = BestChildren.begin(), E2 = BestChildren.end();
1786            C != E2; ++C) {
1787         size_t DepthF = getDepthFactor(C->first.first);
1788         Q.push_back(ValuePairWithDepth(C->first, QTop.second+DepthF));
1789       }
1790     } while (!Q.empty());
1791   }
1792
1793   // This function finds the best dag of mututally-compatible connected
1794   // pairs, given the choice of root pairs as an iterator range.
1795   void BBVectorize::findBestDAGFor(
1796               DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
1797               DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
1798               DenseMap<ValuePair, int> &CandidatePairCostSavings,
1799               std::vector<Value *> &PairableInsts,
1800               DenseSet<ValuePair> &FixedOrderPairs,
1801               DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes,
1802               DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
1803               DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairDeps,
1804               DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
1805               DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &PairableInstUserMap,
1806               DenseSet<VPPair> &PairableInstUserPairSet,
1807               DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
1808               DenseSet<ValuePair> &BestDAG, size_t &BestMaxDepth,
1809               int &BestEffSize, Value *II, std::vector<Value *>&JJ,
1810               bool UseCycleCheck) {
1811     for (std::vector<Value *>::iterator J = JJ.begin(), JE = JJ.end();
1812          J != JE; ++J) {
1813       ValuePair IJ(II, *J);
1814       if (!CandidatePairsSet.count(IJ))
1815         continue;
1816
1817       // Before going any further, make sure that this pair does not
1818       // conflict with any already-selected pairs (see comment below
1819       // near the DAG pruning for more details).
1820       DenseSet<ValuePair> ChosenPairSet;
1821       bool DoesConflict = false;
1822       for (DenseMap<Value *, Value *>::iterator C = ChosenPairs.begin(),
1823            E = ChosenPairs.end(); C != E; ++C) {
1824         if (pairsConflict(*C, IJ, PairableInstUsers,
1825                           UseCycleCheck ? &PairableInstUserMap : nullptr,
1826                           UseCycleCheck ? &PairableInstUserPairSet : nullptr)) {
1827           DoesConflict = true;
1828           break;
1829         }
1830
1831         ChosenPairSet.insert(*C);
1832       }
1833       if (DoesConflict) continue;
1834
1835       if (UseCycleCheck &&
1836           pairWillFormCycle(IJ, PairableInstUserMap, ChosenPairSet))
1837         continue;
1838
1839       DenseMap<ValuePair, size_t> DAG;
1840       buildInitialDAGFor(CandidatePairs, CandidatePairsSet,
1841                           PairableInsts, ConnectedPairs,
1842                           PairableInstUsers, ChosenPairs, DAG, IJ);
1843
1844       // Because we'll keep the child with the largest depth, the largest
1845       // depth is still the same in the unpruned DAG.
1846       size_t MaxDepth = DAG.lookup(IJ);
1847
1848       DEBUG(if (DebugPairSelection) dbgs() << "BBV: found DAG for pair {"
1849                    << *IJ.first << " <-> " << *IJ.second << "} of depth " <<
1850                    MaxDepth << " and size " << DAG.size() << "\n");
1851
1852       // At this point the DAG has been constructed, but, may contain
1853       // contradictory children (meaning that different children of
1854       // some dag node may be attempting to fuse the same instruction).
1855       // So now we walk the dag again, in the case of a conflict,
1856       // keep only the child with the largest depth. To break a tie,
1857       // favor the first child.
1858
1859       DenseSet<ValuePair> PrunedDAG;
1860       pruneDAGFor(CandidatePairs, PairableInsts, ConnectedPairs,
1861                    PairableInstUsers, PairableInstUserMap,
1862                    PairableInstUserPairSet,
1863                    ChosenPairs, DAG, PrunedDAG, IJ, UseCycleCheck);
1864
1865       int EffSize = 0;
1866       if (TTI) {
1867         DenseSet<Value *> PrunedDAGInstrs;
1868         for (DenseSet<ValuePair>::iterator S = PrunedDAG.begin(),
1869              E = PrunedDAG.end(); S != E; ++S) {
1870           PrunedDAGInstrs.insert(S->first);
1871           PrunedDAGInstrs.insert(S->second);
1872         }
1873
1874         // The set of pairs that have already contributed to the total cost.
1875         DenseSet<ValuePair> IncomingPairs;
1876
1877         // If the cost model were perfect, this might not be necessary; but we
1878         // need to make sure that we don't get stuck vectorizing our own
1879         // shuffle chains.
1880         bool HasNontrivialInsts = false;
1881
1882         // The node weights represent the cost savings associated with
1883         // fusing the pair of instructions.
1884         for (DenseSet<ValuePair>::iterator S = PrunedDAG.begin(),
1885              E = PrunedDAG.end(); S != E; ++S) {
1886           if (!isa<ShuffleVectorInst>(S->first) &&
1887               !isa<InsertElementInst>(S->first) &&
1888               !isa<ExtractElementInst>(S->first))
1889             HasNontrivialInsts = true;
1890
1891           bool FlipOrder = false;
1892
1893           if (getDepthFactor(S->first)) {
1894             int ESContrib = CandidatePairCostSavings.find(*S)->second;
1895             DEBUG(if (DebugPairSelection) dbgs() << "\tweight {"
1896                    << *S->first << " <-> " << *S->second << "} = " <<
1897                    ESContrib << "\n");
1898             EffSize += ESContrib;
1899           }
1900
1901           // The edge weights contribute in a negative sense: they represent
1902           // the cost of shuffles.
1903           DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator SS =
1904             ConnectedPairDeps.find(*S);
1905           if (SS != ConnectedPairDeps.end()) {
1906             unsigned NumDepsDirect = 0, NumDepsSwap = 0;
1907             for (std::vector<ValuePair>::iterator T = SS->second.begin(),
1908                  TE = SS->second.end(); T != TE; ++T) {
1909               VPPair Q(*S, *T);
1910               if (!PrunedDAG.count(Q.second))
1911                 continue;
1912               DenseMap<VPPair, unsigned>::iterator R =
1913                 PairConnectionTypes.find(VPPair(Q.second, Q.first));
1914               assert(R != PairConnectionTypes.end() &&
1915                      "Cannot find pair connection type");
1916               if (R->second == PairConnectionDirect)
1917                 ++NumDepsDirect;
1918               else if (R->second == PairConnectionSwap)
1919                 ++NumDepsSwap;
1920             }
1921
1922             // If there are more swaps than direct connections, then
1923             // the pair order will be flipped during fusion. So the real
1924             // number of swaps is the minimum number.
1925             FlipOrder = !FixedOrderPairs.count(*S) &&
1926               ((NumDepsSwap > NumDepsDirect) ||
1927                 FixedOrderPairs.count(ValuePair(S->second, S->first)));
1928
1929             for (std::vector<ValuePair>::iterator T = SS->second.begin(),
1930                  TE = SS->second.end(); T != TE; ++T) {
1931               VPPair Q(*S, *T);
1932               if (!PrunedDAG.count(Q.second))
1933                 continue;
1934               DenseMap<VPPair, unsigned>::iterator R =
1935                 PairConnectionTypes.find(VPPair(Q.second, Q.first));
1936               assert(R != PairConnectionTypes.end() &&
1937                      "Cannot find pair connection type");
1938               Type *Ty1 = Q.second.first->getType(),
1939                    *Ty2 = Q.second.second->getType();
1940               Type *VTy = getVecTypeForPair(Ty1, Ty2);
1941               if ((R->second == PairConnectionDirect && FlipOrder) ||
1942                   (R->second == PairConnectionSwap && !FlipOrder)  ||
1943                   R->second == PairConnectionSplat) {
1944                 int ESContrib = (int) getInstrCost(Instruction::ShuffleVector,
1945                                                    VTy, VTy);
1946
1947                 if (VTy->getVectorNumElements() == 2) {
1948                   if (R->second == PairConnectionSplat)
1949                     ESContrib = std::min(ESContrib, (int) TTI->getShuffleCost(
1950                       TargetTransformInfo::SK_Broadcast, VTy));
1951                   else
1952                     ESContrib = std::min(ESContrib, (int) TTI->getShuffleCost(
1953                       TargetTransformInfo::SK_Reverse, VTy));
1954                 }
1955
1956                 DEBUG(if (DebugPairSelection) dbgs() << "\tcost {" <<
1957                   *Q.second.first << " <-> " << *Q.second.second <<
1958                     "} -> {" <<
1959                   *S->first << " <-> " << *S->second << "} = " <<
1960                    ESContrib << "\n");
1961                 EffSize -= ESContrib;
1962               }
1963             }
1964           }
1965
1966           // Compute the cost of outgoing edges. We assume that edges outgoing
1967           // to shuffles, inserts or extracts can be merged, and so contribute
1968           // no additional cost.
1969           if (!S->first->getType()->isVoidTy()) {
1970             Type *Ty1 = S->first->getType(),
1971                  *Ty2 = S->second->getType();
1972             Type *VTy = getVecTypeForPair(Ty1, Ty2);
1973
1974             bool NeedsExtraction = false;
1975             for (User *U : S->first->users()) {
1976               if (ShuffleVectorInst *SI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(U)) {
1977                 // Shuffle can be folded if it has no other input
1978                 if (isa<UndefValue>(SI->getOperand(1)))
1979                   continue;
1980               }
1981               if (isa<ExtractElementInst>(U))
1982                 continue;
1983               if (PrunedDAGInstrs.count(U))
1984                 continue;
1985               NeedsExtraction = true;
1986               break;
1987             }
1988
1989             if (NeedsExtraction) {
1990               int ESContrib;
1991               if (Ty1->isVectorTy()) {
1992                 ESContrib = (int) getInstrCost(Instruction::ShuffleVector,
1993                                                Ty1, VTy);
1994                 ESContrib = std::min(ESContrib, (int) TTI->getShuffleCost(
1995                   TargetTransformInfo::SK_ExtractSubvector, VTy, 0, Ty1));
1996               } else
1997                 ESContrib = (int) TTI->getVectorInstrCost(
1998                                     Instruction::ExtractElement, VTy, 0);
1999
2000               DEBUG(if (DebugPairSelection) dbgs() << "\tcost {" <<
2001                 *S->first << "} = " << ESContrib << "\n");
2002               EffSize -= ESContrib;
2003             }
2004
2005             NeedsExtraction = false;
2006             for (User *U : S->second->users()) {
2007               if (ShuffleVectorInst *SI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(U)) {
2008                 // Shuffle can be folded if it has no other input
2009                 if (isa<UndefValue>(SI->getOperand(1)))
2010                   continue;
2011               }
2012               if (isa<ExtractElementInst>(U))
2013                 continue;
2014               if (PrunedDAGInstrs.count(U))
2015                 continue;
2016               NeedsExtraction = true;
2017               break;
2018             }
2019
2020             if (NeedsExtraction) {
2021               int ESContrib;
2022               if (Ty2->isVectorTy()) {
2023                 ESContrib = (int) getInstrCost(Instruction::ShuffleVector,
2024                                                Ty2, VTy);
2025                 ESContrib = std::min(ESContrib, (int) TTI->getShuffleCost(
2026                   TargetTransformInfo::SK_ExtractSubvector, VTy,
2027                   Ty1->isVectorTy() ? Ty1->getVectorNumElements() : 1, Ty2));
2028               } else
2029                 ESContrib = (int) TTI->getVectorInstrCost(
2030                                     Instruction::ExtractElement, VTy, 1);
2031               DEBUG(if (DebugPairSelection) dbgs() << "\tcost {" <<
2032                 *S->second << "} = " << ESContrib << "\n");
2033               EffSize -= ESContrib;
2034             }
2035           }
2036
2037           // Compute the cost of incoming edges.
2038           if (!isa<LoadInst>(S->first) && !isa<StoreInst>(S->first)) {
2039             Instruction *S1 = cast<Instruction>(S->first),
2040                         *S2 = cast<Instruction>(S->second);
2041             for (unsigned o = 0; o < S1->getNumOperands(); ++o) {
2042               Value *O1 = S1->getOperand(o), *O2 = S2->getOperand(o);
2043
2044               // Combining constants into vector constants (or small vector
2045               // constants into larger ones are assumed free).
2046               if (isa<Constant>(O1) && isa<Constant>(O2))
2047                 continue;
2048
2049               if (FlipOrder)
2050                 std::swap(O1, O2);
2051
2052               ValuePair VP  = ValuePair(O1, O2);
2053               ValuePair VPR = ValuePair(O2, O1);
2054
2055               // Internal edges are not handled here.
2056               if (PrunedDAG.count(VP) || PrunedDAG.count(VPR))
2057                 continue;
2058
2059               Type *Ty1 = O1->getType(),
2060                    *Ty2 = O2->getType();
2061               Type *VTy = getVecTypeForPair(Ty1, Ty2);
2062
2063               // Combining vector operations of the same type is also assumed
2064               // folded with other operations.
2065               if (Ty1 == Ty2) {
2066                 // If both are insert elements, then both can be widened.
2067                 InsertElementInst *IEO1 = dyn_cast<InsertElementInst>(O1),
2068                                   *IEO2 = dyn_cast<InsertElementInst>(O2);
2069                 if (IEO1 && IEO2 && isPureIEChain(IEO1) && isPureIEChain(IEO2))
2070                   continue;
2071                 // If both are extract elements, and both have the same input
2072                 // type, then they can be replaced with a shuffle
2073                 ExtractElementInst *EIO1 = dyn_cast<ExtractElementInst>(O1),
2074                                    *EIO2 = dyn_cast<ExtractElementInst>(O2);
2075                 if (EIO1 && EIO2 &&
2076                     EIO1->getOperand(0)->getType() ==
2077                       EIO2->getOperand(0)->getType())
2078                   continue;
2079                 // If both are a shuffle with equal operand types and only two
2080                 // unqiue operands, then they can be replaced with a single
2081                 // shuffle
2082                 ShuffleVectorInst *SIO1 = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(O1),
2083                                   *SIO2 = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(O2);
2084                 if (SIO1 && SIO2 &&
2085                     SIO1->getOperand(0)->getType() ==
2086                       SIO2->getOperand(0)->getType()) {
2087                   SmallSet<Value *, 4> SIOps;
2088                   SIOps.insert(SIO1->getOperand(0));
2089                   SIOps.insert(SIO1->getOperand(1));
2090                   SIOps.insert(SIO2->getOperand(0));
2091                   SIOps.insert(SIO2->getOperand(1));
2092                   if (SIOps.size() <= 2)
2093                     continue;
2094                 }
2095               }
2096
2097               int ESContrib;
2098               // This pair has already been formed.
2099               if (IncomingPairs.count(VP)) {
2100                 continue;
2101               } else if (IncomingPairs.count(VPR)) {
2102                 ESContrib = (int) getInstrCost(Instruction::ShuffleVector,
2103                                                VTy, VTy);
2104
2105                 if (VTy->getVectorNumElements() == 2)
2106                   ESContrib = std::min(ESContrib, (int) TTI->getShuffleCost(
2107                     TargetTransformInfo::SK_Reverse, VTy));
2108               } else if (!Ty1->isVectorTy() && !Ty2->isVectorTy()) {
2109                 ESContrib = (int) TTI->getVectorInstrCost(
2110                                     Instruction::InsertElement, VTy, 0);
2111                 ESContrib += (int) TTI->getVectorInstrCost(
2112                                      Instruction::InsertElement, VTy, 1);
2113               } else if (!Ty1->isVectorTy()) {
2114                 // O1 needs to be inserted into a vector of size O2, and then
2115                 // both need to be shuffled together.
2116                 ESContrib = (int) TTI->getVectorInstrCost(
2117                                     Instruction::InsertElement, Ty2, 0);
2118                 ESContrib += (int) getInstrCost(Instruction::ShuffleVector,
2119                                                 VTy, Ty2);
2120               } else if (!Ty2->isVectorTy()) {
2121                 // O2 needs to be inserted into a vector of size O1, and then
2122                 // both need to be shuffled together.
2123                 ESContrib = (int) TTI->getVectorInstrCost(
2124                                     Instruction::InsertElement, Ty1, 0);
2125                 ESContrib += (int) getInstrCost(Instruction::ShuffleVector,
2126                                                 VTy, Ty1);
2127               } else {
2128                 Type *TyBig = Ty1, *TySmall = Ty2;
2129                 if (Ty2->getVectorNumElements() > Ty1->getVectorNumElements())
2130                   std::swap(TyBig, TySmall);
2131
2132                 ESContrib = (int) getInstrCost(Instruction::ShuffleVector,
2133                                                VTy, TyBig);
2134                 if (TyBig != TySmall)
2135                   ESContrib += (int) getInstrCost(Instruction::ShuffleVector,
2136                                                   TyBig, TySmall);
2137               }
2138
2139               DEBUG(if (DebugPairSelection) dbgs() << "\tcost {"
2140                      << *O1 << " <-> " << *O2 << "} = " <<
2141                      ESContrib << "\n");
2142               EffSize -= ESContrib;
2143               IncomingPairs.insert(VP);
2144             }
2145           }
2146         }
2147
2148         if (!HasNontrivialInsts) {
2149           DEBUG(if (DebugPairSelection) dbgs() <<
2150                 "\tNo non-trivial instructions in DAG;"
2151                 " override to zero effective size\n");
2152           EffSize = 0;
2153         }
2154       } else {
2155         for (DenseSet<ValuePair>::iterator S = PrunedDAG.begin(),
2156              E = PrunedDAG.end(); S != E; ++S)
2157           EffSize += (int) getDepthFactor(S->first);
2158       }
2159
2160       DEBUG(if (DebugPairSelection)
2161              dbgs() << "BBV: found pruned DAG for pair {"
2162              << *IJ.first << " <-> " << *IJ.second << "} of depth " <<
2163              MaxDepth << " and size " << PrunedDAG.size() <<
2164             " (effective size: " << EffSize << ")\n");
2165       if (((TTI && !UseChainDepthWithTI) ||
2166             MaxDepth >= Config.ReqChainDepth) &&
2167           EffSize > 0 && EffSize > BestEffSize) {
2168         BestMaxDepth = MaxDepth;
2169         BestEffSize = EffSize;
2170         BestDAG = PrunedDAG;
2171       }
2172     }
2173   }
2174
2175   // Given the list of candidate pairs, this function selects those
2176   // that will be fused into vector instructions.
2177   void BBVectorize::choosePairs(
2178                 DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &CandidatePairs,
2179                 DenseSet<ValuePair> &CandidatePairsSet,
2180                 DenseMap<ValuePair, int> &CandidatePairCostSavings,
2181                 std::vector<Value *> &PairableInsts,
2182                 DenseSet<ValuePair> &FixedOrderPairs,
2183                 DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes,
2184                 DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
2185                 DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairDeps,
2186                 DenseSet<ValuePair> &PairableInstUsers,
2187                 DenseMap<Value *, Value *>& ChosenPairs) {
2188     bool UseCycleCheck =
2189      CandidatePairsSet.size() <= Config.MaxCandPairsForCycleCheck;
2190
2191     DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > CandidatePairs2;
2192     for (DenseSet<ValuePair>::iterator I = CandidatePairsSet.begin(),
2193          E = CandidatePairsSet.end(); I != E; ++I) {
2194       std::vector<Value *> &JJ = CandidatePairs2[I->second];
2195       if (JJ.empty()) JJ.reserve(32);
2196       JJ.push_back(I->first);
2197     }
2198
2199     DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > PairableInstUserMap;
2200     DenseSet<VPPair> PairableInstUserPairSet;
2201     for (std::vector<Value *>::iterator I = PairableInsts.begin(),
2202          E = PairableInsts.end(); I != E; ++I) {
2203       // The number of possible pairings for this variable:
2204       size_t NumChoices = CandidatePairs.lookup(*I).size();
2205       if (!NumChoices) continue;
2206
2207       std::vector<Value *> &JJ = CandidatePairs[*I];
2208
2209       // The best pair to choose and its dag:
2210       size_t BestMaxDepth = 0;
2211       int BestEffSize = 0;
2212       DenseSet<ValuePair> BestDAG;
2213       findBestDAGFor(CandidatePairs, CandidatePairsSet,
2214                       CandidatePairCostSavings,
2215                       PairableInsts, FixedOrderPairs, PairConnectionTypes,
2216                       ConnectedPairs, ConnectedPairDeps,
2217                       PairableInstUsers, PairableInstUserMap,
2218                       PairableInstUserPairSet, ChosenPairs,
2219                       BestDAG, BestMaxDepth, BestEffSize, *I, JJ,
2220                       UseCycleCheck);
2221
2222       if (BestDAG.empty())
2223         continue;
2224
2225       // A dag has been chosen (or not) at this point. If no dag was
2226       // chosen, then this instruction, I, cannot be paired (and is no longer
2227       // considered).
2228
2229       DEBUG(dbgs() << "BBV: selected pairs in the best DAG for: "
2230                    << *cast<Instruction>(*I) << "\n");
2231
2232       for (DenseSet<ValuePair>::iterator S = BestDAG.begin(),
2233            SE2 = BestDAG.end(); S != SE2; ++S) {
2234         // Insert the members of this dag into the list of chosen pairs.
2235         ChosenPairs.insert(ValuePair(S->first, S->second));
2236         DEBUG(dbgs() << "BBV: selected pair: " << *S->first << " <-> " <<
2237                *S->second << "\n");
2238
2239         // Remove all candidate pairs that have values in the chosen dag.
2240         std::vector<Value *> &KK = CandidatePairs[S->first];
2241         for (std::vector<Value *>::iterator K = KK.begin(), KE = KK.end();
2242              K != KE; ++K) {
2243           if (*K == S->second)
2244             continue;
2245
2246           CandidatePairsSet.erase(ValuePair(S->first, *K));
2247         }
2248
2249         std::vector<Value *> &LL = CandidatePairs2[S->second];
2250         for (std::vector<Value *>::iterator L = LL.begin(), LE = LL.end();
2251              L != LE; ++L) {
2252           if (*L == S->first)
2253             continue;
2254
2255           CandidatePairsSet.erase(ValuePair(*L, S->second));
2256         }
2257
2258         std::vector<Value *> &MM = CandidatePairs[S->second];
2259         for (std::vector<Value *>::iterator M = MM.begin(), ME = MM.end();
2260              M != ME; ++M) {
2261           assert(*M != S->first && "Flipped pair in candidate list?");
2262           CandidatePairsSet.erase(ValuePair(S->second, *M));
2263         }
2264
2265         std::vector<Value *> &NN = CandidatePairs2[S->first];
2266         for (std::vector<Value *>::iterator N = NN.begin(), NE = NN.end();
2267              N != NE; ++N) {
2268           assert(*N != S->second && "Flipped pair in candidate list?");
2269           CandidatePairsSet.erase(ValuePair(*N, S->first));
2270         }
2271       }
2272     }
2273
2274     DEBUG(dbgs() << "BBV: selected " << ChosenPairs.size() << " pairs.\n");
2275   }
2276
2277   std::string getReplacementName(Instruction *I, bool IsInput, unsigned o,
2278                      unsigned n = 0) {
2279     if (!I->hasName())
2280       return "";
2281
2282     return (I->getName() + (IsInput ? ".v.i" : ".v.r") + utostr(o) +
2283              (n > 0 ? "." + utostr(n) : "")).str();
2284   }
2285
2286   // Returns the value that is to be used as the pointer input to the vector
2287   // instruction that fuses I with J.
2288   Value *BBVectorize::getReplacementPointerInput(LLVMContext& Context,
2289                      Instruction *I, Instruction *J, unsigned o) {
2290     Value *IPtr, *JPtr;
2291     unsigned IAlignment, JAlignment, IAddressSpace, JAddressSpace;
2292     int64_t OffsetInElmts;
2293
2294     // Note: the analysis might fail here, that is why the pair order has
2295     // been precomputed (OffsetInElmts must be unused here).
2296     (void) getPairPtrInfo(I, J, IPtr, JPtr, IAlignment, JAlignment,
2297                           IAddressSpace, JAddressSpace,
2298                           OffsetInElmts, false);
2299
2300     // The pointer value is taken to be the one with the lowest offset.
2301     Value *VPtr = IPtr;
2302
2303     Type *ArgTypeI = IPtr->getType()->getPointerElementType();
2304     Type *ArgTypeJ = JPtr->getType()->getPointerElementType();
2305     Type *VArgType = getVecTypeForPair(ArgTypeI, ArgTypeJ);
2306     Type *VArgPtrType
2307       = PointerType::get(VArgType,
2308                          IPtr->getType()->getPointerAddressSpace());
2309     return new BitCastInst(VPtr, VArgPtrType, getReplacementName(I, true, o),
2310                         /* insert before */ I);
2311   }
2312
2313   void BBVectorize::fillNewShuffleMask(LLVMContext& Context, Instruction *J,
2314                      unsigned MaskOffset, unsigned NumInElem,
2315                      unsigned NumInElem1, unsigned IdxOffset,
2316                      std::vector<Constant*> &Mask) {
2317     unsigned NumElem1 = J->getType()->getVectorNumElements();
2318     for (unsigned v = 0; v < NumElem1; ++v) {
2319       int m = cast<ShuffleVectorInst>(J)->getMaskValue(v);
2320       if (m < 0) {
2321         Mask[v+MaskOffset] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(Context));
2322       } else {
2323         unsigned mm = m + (int) IdxOffset;
2324         if (m >= (int) NumInElem1)
2325           mm += (int) NumInElem;
2326
2327         Mask[v+MaskOffset] =
2328           ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), mm);
2329       }
2330     }
2331   }
2332
2333   // Returns the value that is to be used as the vector-shuffle mask to the
2334   // vector instruction that fuses I with J.
2335   Value *BBVectorize::getReplacementShuffleMask(LLVMContext& Context,
2336                      Instruction *I, Instruction *J) {
2337     // This is the shuffle mask. We need to append the second
2338     // mask to the first, and the numbers need to be adjusted.
2339
2340     Type *ArgTypeI = I->getType();
2341     Type *ArgTypeJ = J->getType();
2342     Type *VArgType = getVecTypeForPair(ArgTypeI, ArgTypeJ);
2343
2344     unsigned NumElemI = ArgTypeI->getVectorNumElements();
2345
2346     // Get the total number of elements in the fused vector type.
2347     // By definition, this must equal the number of elements in
2348     // the final mask.
2349     unsigned NumElem = VArgType->getVectorNumElements();
2350     std::vector<Constant*> Mask(NumElem);
2351
2352     Type *OpTypeI = I->getOperand(0)->getType();
2353     unsigned NumInElemI = OpTypeI->getVectorNumElements();
2354     Type *OpTypeJ = J->getOperand(0)->getType();
2355     unsigned NumInElemJ = OpTypeJ->getVectorNumElements();
2356
2357     // The fused vector will be:
2358     // -----------------------------------------------------
2359     // | NumInElemI | NumInElemJ | NumInElemI | NumInElemJ |
2360     // -----------------------------------------------------
2361     // from which we'll extract NumElem total elements (where the first NumElemI
2362     // of them come from the mask in I and the remainder come from the mask
2363     // in J.
2364
2365     // For the mask from the first pair...
2366     fillNewShuffleMask(Context, I, 0,        NumInElemJ, NumInElemI,
2367                        0,          Mask);
2368
2369     // For the mask from the second pair...
2370     fillNewShuffleMask(Context, J, NumElemI, NumInElemI, NumInElemJ,
2371                        NumInElemI, Mask);
2372
2373     return ConstantVector::get(Mask);
2374   }
2375
2376   bool BBVectorize::expandIEChain(LLVMContext& Context, Instruction *I,
2377                                   Instruction *J, unsigned o, Value *&LOp,
2378                                   unsigned numElemL,
2379                                   Type *ArgTypeL, Type *ArgTypeH,
2380                                   bool IBeforeJ, unsigned IdxOff) {
2381     bool ExpandedIEChain = false;
2382     if (InsertElementInst *LIE = dyn_cast<InsertElementInst>(LOp)) {
2383       // If we have a pure insertelement chain, then this can be rewritten
2384       // into a chain that directly builds the larger type.
2385       if (isPureIEChain(LIE)) {
2386         SmallVector<Value *, 8> VectElemts(numElemL,
2387           UndefValue::get(ArgTypeL->getScalarType()));
2388         InsertElementInst *LIENext = LIE;
2389         do {
2390           unsigned Idx =
2391             cast<ConstantInt>(LIENext->getOperand(2))->getSExtValue();
2392           VectElemts[Idx] = LIENext->getOperand(1);
2393         } while ((LIENext =
2394                    dyn_cast<InsertElementInst>(LIENext->getOperand(0))));
2395
2396         LIENext = nullptr;
2397         Value *LIEPrev = UndefValue::get(ArgTypeH);
2398         for (unsigned i = 0; i < numElemL; ++i) {
2399           if (isa<UndefValue>(VectElemts[i])) continue;
2400           LIENext = InsertElementInst::Create(LIEPrev, VectElemts[i],
2401                              ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context),
2402                                               i + IdxOff),
2403                              getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2404                                                 true, o, i+1));
2405           LIENext->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2406           LIEPrev = LIENext;
2407         }
2408
2409         LOp = LIENext ? (Value*) LIENext : UndefValue::get(ArgTypeH);
2410         ExpandedIEChain = true;
2411       }
2412     }
2413
2414     return ExpandedIEChain;
2415   }
2416
2417   static unsigned getNumScalarElements(Type *Ty) {
2418     if (VectorType *VecTy = dyn_cast<VectorType>(Ty))
2419       return VecTy->getNumElements();
2420     return 1;
2421   }
2422
2423   // Returns the value to be used as the specified operand of the vector
2424   // instruction that fuses I with J.
2425   Value *BBVectorize::getReplacementInput(LLVMContext& Context, Instruction *I,
2426                      Instruction *J, unsigned o, bool IBeforeJ) {
2427     Value *CV0 = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), 0);
2428     Value *CV1 = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), 1);
2429
2430     // Compute the fused vector type for this operand
2431     Type *ArgTypeI = I->getOperand(o)->getType();
2432     Type *ArgTypeJ = J->getOperand(o)->getType();
2433     VectorType *VArgType = getVecTypeForPair(ArgTypeI, ArgTypeJ);
2434
2435     Instruction *L = I, *H = J;
2436     Type *ArgTypeL = ArgTypeI, *ArgTypeH = ArgTypeJ;
2437
2438     unsigned numElemL = getNumScalarElements(ArgTypeL);
2439     unsigned numElemH = getNumScalarElements(ArgTypeH);
2440
2441     Value *LOp = L->getOperand(o);
2442     Value *HOp = H->getOperand(o);
2443     unsigned numElem = VArgType->getNumElements();
2444
2445     // First, we check if we can reuse the "original" vector outputs (if these
2446     // exist). We might need a shuffle.
2447     ExtractElementInst *LEE = dyn_cast<ExtractElementInst>(LOp);
2448     ExtractElementInst *HEE = dyn_cast<ExtractElementInst>(HOp);
2449     ShuffleVectorInst *LSV = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LOp);
2450     ShuffleVectorInst *HSV = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(HOp);
2451
2452     // FIXME: If we're fusing shuffle instructions, then we can't apply this
2453     // optimization. The input vectors to the shuffle might be a different
2454     // length from the shuffle outputs. Unfortunately, the replacement
2455     // shuffle mask has already been formed, and the mask entries are sensitive
2456     // to the sizes of the inputs.
2457     bool IsSizeChangeShuffle =
2458       isa<ShuffleVectorInst>(L) &&
2459         (LOp->getType() != L->getType() || HOp->getType() != H->getType());
2460
2461     if ((LEE || LSV) && (HEE || HSV) && !IsSizeChangeShuffle) {
2462       // We can have at most two unique vector inputs.
2463       bool CanUseInputs = true;
2464       Value *I1, *I2 = nullptr;
2465       if (LEE) {
2466         I1 = LEE->getOperand(0);
2467       } else {
2468         I1 = LSV->getOperand(0);
2469         I2 = LSV->getOperand(1);
2470         if (I2 == I1 || isa<UndefValue>(I2))
2471           I2 = nullptr;
2472       }
2473
2474       if (HEE) {
2475         Value *I3 = HEE->getOperand(0);
2476         if (!I2 && I3 != I1)
2477           I2 = I3;
2478         else if (I3 != I1 && I3 != I2)
2479           CanUseInputs = false;
2480       } else {
2481         Value *I3 = HSV->getOperand(0);
2482         if (!I2 && I3 != I1)
2483           I2 = I3;
2484         else if (I3 != I1 && I3 != I2)
2485           CanUseInputs = false;
2486
2487         if (CanUseInputs) {
2488           Value *I4 = HSV->getOperand(1);
2489           if (!isa<UndefValue>(I4)) {
2490             if (!I2 && I4 != I1)
2491               I2 = I4;
2492             else if (I4 != I1 && I4 != I2)
2493               CanUseInputs = false;
2494           }
2495         }
2496       }
2497
2498       if (CanUseInputs) {
2499         unsigned LOpElem =
2500           cast<Instruction>(LOp)->getOperand(0)->getType()
2501             ->getVectorNumElements();
2502
2503         unsigned HOpElem =
2504           cast<Instruction>(HOp)->getOperand(0)->getType()
2505             ->getVectorNumElements();
2506
2507         // We have one or two input vectors. We need to map each index of the
2508         // operands to the index of the original vector.
2509         SmallVector<std::pair<int, int>, 8>  II(numElem);
2510         for (unsigned i = 0; i < numElemL; ++i) {
2511           int Idx, INum;
2512           if (LEE) {
2513             Idx =
2514               cast<ConstantInt>(LEE->getOperand(1))->getSExtValue();
2515             INum = LEE->getOperand(0) == I1 ? 0 : 1;
2516           } else {
2517             Idx = LSV->getMaskValue(i);
2518             if (Idx < (int) LOpElem) {
2519               INum = LSV->getOperand(0) == I1 ? 0 : 1;
2520             } else {
2521               Idx -= LOpElem;
2522               INum = LSV->getOperand(1) == I1 ? 0 : 1;
2523             }
2524           }
2525
2526           II[i] = std::pair<int, int>(Idx, INum);
2527         }
2528         for (unsigned i = 0; i < numElemH; ++i) {
2529           int Idx, INum;
2530           if (HEE) {
2531             Idx =
2532               cast<ConstantInt>(HEE->getOperand(1))->getSExtValue();
2533             INum = HEE->getOperand(0) == I1 ? 0 : 1;
2534           } else {
2535             Idx = HSV->getMaskValue(i);
2536             if (Idx < (int) HOpElem) {
2537               INum = HSV->getOperand(0) == I1 ? 0 : 1;
2538             } else {
2539               Idx -= HOpElem;
2540               INum = HSV->getOperand(1) == I1 ? 0 : 1;
2541             }
2542           }
2543
2544           II[i + numElemL] = std::pair<int, int>(Idx, INum);
2545         }
2546
2547         // We now have an array which tells us from which index of which
2548         // input vector each element of the operand comes.
2549         VectorType *I1T = cast<VectorType>(I1->getType());
2550         unsigned I1Elem = I1T->getNumElements();
2551
2552         if (!I2) {
2553           // In this case there is only one underlying vector input. Check for
2554           // the trivial case where we can use the input directly.
2555           if (I1Elem == numElem) {
2556             bool ElemInOrder = true;
2557             for (unsigned i = 0; i < numElem; ++i) {
2558               if (II[i].first != (int) i && II[i].first != -1) {
2559                 ElemInOrder = false;
2560                 break;
2561               }
2562             }
2563
2564             if (ElemInOrder)
2565               return I1;
2566           }
2567
2568           // A shuffle is needed.
2569           std::vector<Constant *> Mask(numElem);
2570           for (unsigned i = 0; i < numElem; ++i) {
2571             int Idx = II[i].first;
2572             if (Idx == -1)
2573               Mask[i] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(Context));
2574             else
2575               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), Idx);
2576           }
2577
2578           Instruction *S =
2579             new ShuffleVectorInst(I1, UndefValue::get(I1T),
2580                                   ConstantVector::get(Mask),
2581                                   getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2582                                                      true, o));
2583           S->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2584           return S;
2585         }
2586
2587         VectorType *I2T = cast<VectorType>(I2->getType());
2588         unsigned I2Elem = I2T->getNumElements();
2589
2590         // This input comes from two distinct vectors. The first step is to
2591         // make sure that both vectors are the same length. If not, the
2592         // smaller one will need to grow before they can be shuffled together.
2593         if (I1Elem < I2Elem) {
2594           std::vector<Constant *> Mask(I2Elem);
2595           unsigned v = 0;
2596           for (; v < I1Elem; ++v)
2597             Mask[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), v);
2598           for (; v < I2Elem; ++v)
2599             Mask[v] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(Context));
2600
2601           Instruction *NewI1 =
2602             new ShuffleVectorInst(I1, UndefValue::get(I1T),
2603                                   ConstantVector::get(Mask),
2604                                   getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2605                                                      true, o, 1));
2606           NewI1->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2607           I1 = NewI1;
2608           I1Elem = I2Elem;
2609         } else if (I1Elem > I2Elem) {
2610           std::vector<Constant *> Mask(I1Elem);
2611           unsigned v = 0;
2612           for (; v < I2Elem; ++v)
2613             Mask[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), v);
2614           for (; v < I1Elem; ++v)
2615             Mask[v] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(Context));
2616
2617           Instruction *NewI2 =
2618             new ShuffleVectorInst(I2, UndefValue::get(I2T),
2619                                   ConstantVector::get(Mask),
2620                                   getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2621                                                      true, o, 1));
2622           NewI2->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2623           I2 = NewI2;
2624         }
2625
2626         // Now that both I1 and I2 are the same length we can shuffle them
2627         // together (and use the result).
2628         std::vector<Constant *> Mask(numElem);
2629         for (unsigned v = 0; v < numElem; ++v) {
2630           if (II[v].first == -1) {
2631             Mask[v] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(Context));
2632           } else {
2633             int Idx = II[v].first + II[v].second * I1Elem;
2634             Mask[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), Idx);
2635           }
2636         }
2637
2638         Instruction *NewOp =
2639           new ShuffleVectorInst(I1, I2, ConstantVector::get(Mask),
2640                                 getReplacementName(IBeforeJ ? I : J, true, o));
2641         NewOp->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2642         return NewOp;
2643       }
2644     }
2645
2646     Type *ArgType = ArgTypeL;
2647     if (numElemL < numElemH) {
2648       if (numElemL == 1 && expandIEChain(Context, I, J, o, HOp, numElemH,
2649                                          ArgTypeL, VArgType, IBeforeJ, 1)) {
2650         // This is another short-circuit case: we're combining a scalar into
2651         // a vector that is formed by an IE chain. We've just expanded the IE
2652         // chain, now insert the scalar and we're done.
2653
2654         Instruction *S = InsertElementInst::Create(HOp, LOp, CV0,
2655                            getReplacementName(IBeforeJ ? I : J, true, o));
2656         S->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2657         return S;
2658       } else if (!expandIEChain(Context, I, J, o, LOp, numElemL, ArgTypeL,
2659                                 ArgTypeH, IBeforeJ)) {
2660         // The two vector inputs to the shuffle must be the same length,
2661         // so extend the smaller vector to be the same length as the larger one.
2662         Instruction *NLOp;
2663         if (numElemL > 1) {
2664
2665           std::vector<Constant *> Mask(numElemH);
2666           unsigned v = 0;
2667           for (; v < numElemL; ++v)
2668             Mask[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), v);
2669           for (; v < numElemH; ++v)
2670             Mask[v] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(Context));
2671
2672           NLOp = new ShuffleVectorInst(LOp, UndefValue::get(ArgTypeL),
2673                                        ConstantVector::get(Mask),
2674                                        getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2675                                                           true, o, 1));
2676         } else {
2677           NLOp = InsertElementInst::Create(UndefValue::get(ArgTypeH), LOp, CV0,
2678                                            getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2679                                                               true, o, 1));
2680         }
2681
2682         NLOp->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2683         LOp = NLOp;
2684       }
2685
2686       ArgType = ArgTypeH;
2687     } else if (numElemL > numElemH) {
2688       if (numElemH == 1 && expandIEChain(Context, I, J, o, LOp, numElemL,
2689                                          ArgTypeH, VArgType, IBeforeJ)) {
2690         Instruction *S =
2691           InsertElementInst::Create(LOp, HOp,
2692                                     ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context),
2693                                                      numElemL),
2694                                     getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2695                                                        true, o));
2696         S->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2697         return S;
2698       } else if (!expandIEChain(Context, I, J, o, HOp, numElemH, ArgTypeH,
2699                                 ArgTypeL, IBeforeJ)) {
2700         Instruction *NHOp;
2701         if (numElemH > 1) {
2702           std::vector<Constant *> Mask(numElemL);
2703           unsigned v = 0;
2704           for (; v < numElemH; ++v)
2705             Mask[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), v);
2706           for (; v < numElemL; ++v)
2707             Mask[v] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(Context));
2708
2709           NHOp = new ShuffleVectorInst(HOp, UndefValue::get(ArgTypeH),
2710                                        ConstantVector::get(Mask),
2711                                        getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2712                                                           true, o, 1));
2713         } else {
2714           NHOp = InsertElementInst::Create(UndefValue::get(ArgTypeL), HOp, CV0,
2715                                            getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2716                                                               true, o, 1));
2717         }
2718
2719         NHOp->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2720         HOp = NHOp;
2721       }
2722     }
2723
2724     if (ArgType->isVectorTy()) {
2725       unsigned numElem = VArgType->getVectorNumElements();
2726       std::vector<Constant*> Mask(numElem);
2727       for (unsigned v = 0; v < numElem; ++v) {
2728         unsigned Idx = v;
2729         // If the low vector was expanded, we need to skip the extra
2730         // undefined entries.
2731         if (v >= numElemL && numElemH > numElemL)
2732           Idx += (numElemH - numElemL);
2733         Mask[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), Idx);
2734       }
2735
2736       Instruction *BV = new ShuffleVectorInst(LOp, HOp,
2737                           ConstantVector::get(Mask),
2738                           getReplacementName(IBeforeJ ? I : J, true, o));
2739       BV->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2740       return BV;
2741     }
2742
2743     Instruction *BV1 = InsertElementInst::Create(
2744                                           UndefValue::get(VArgType), LOp, CV0,
2745                                           getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2746                                                              true, o, 1));
2747     BV1->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2748     Instruction *BV2 = InsertElementInst::Create(BV1, HOp, CV1,
2749                                           getReplacementName(IBeforeJ ? I : J,
2750                                                              true, o, 2));
2751     BV2->insertBefore(IBeforeJ ? J : I);
2752     return BV2;
2753   }
2754
2755   // This function creates an array of values that will be used as the inputs
2756   // to the vector instruction that fuses I with J.
2757   void BBVectorize::getReplacementInputsForPair(LLVMContext& Context,
2758                      Instruction *I, Instruction *J,
2759                      SmallVectorImpl<Value *> &ReplacedOperands,
2760                      bool IBeforeJ) {
2761     unsigned NumOperands = I->getNumOperands();
2762
2763     for (unsigned p = 0, o = NumOperands-1; p < NumOperands; ++p, --o) {
2764       // Iterate backward so that we look at the store pointer
2765       // first and know whether or not we need to flip the inputs.
2766
2767       if (isa<LoadInst>(I) || (o == 1 && isa<StoreInst>(I))) {
2768         // This is the pointer for a load/store instruction.
2769         ReplacedOperands[o] = getReplacementPointerInput(Context, I, J, o);
2770         continue;
2771       } else if (isa<CallInst>(I)) {
2772         Function *F = cast<CallInst>(I)->getCalledFunction();
2773         Intrinsic::ID IID = (Intrinsic::ID) F->getIntrinsicID();
2774         if (o == NumOperands-1) {
2775           BasicBlock &BB = *I->getParent();
2776
2777           Module *M = BB.getParent()->getParent();
2778           Type *ArgTypeI = I->getType();
2779           Type *ArgTypeJ = J->getType();
2780           Type *VArgType = getVecTypeForPair(ArgTypeI, ArgTypeJ);
2781
2782           ReplacedOperands[o] = Intrinsic::getDeclaration(M, IID, VArgType);
2783           continue;
2784         } else if ((IID == Intrinsic::powi || IID == Intrinsic::ctlz ||
2785                     IID == Intrinsic::cttz) && o == 1) {
2786           // The second argument of powi/ctlz/cttz is a single integer/constant
2787           // and we've already checked that both arguments are equal.
2788           // As a result, we just keep I's second argument.
2789           ReplacedOperands[o] = I->getOperand(o);
2790           continue;
2791         }
2792       } else if (isa<ShuffleVectorInst>(I) && o == NumOperands-1) {
2793         ReplacedOperands[o] = getReplacementShuffleMask(Context, I, J);
2794         continue;
2795       }
2796
2797       ReplacedOperands[o] = getReplacementInput(Context, I, J, o, IBeforeJ);
2798     }
2799   }
2800
2801   // This function creates two values that represent the outputs of the
2802   // original I and J instructions. These are generally vector shuffles
2803   // or extracts. In many cases, these will end up being unused and, thus,
2804   // eliminated by later passes.
2805   void BBVectorize::replaceOutputsOfPair(LLVMContext& Context, Instruction *I,
2806                      Instruction *J, Instruction *K,
2807                      Instruction *&InsertionPt,
2808                      Instruction *&K1, Instruction *&K2) {
2809     if (isa<StoreInst>(I)) {
2810       AA->replaceWithNewValue(I, K);
2811       AA->replaceWithNewValue(J, K);
2812     } else {
2813       Type *IType = I->getType();
2814       Type *JType = J->getType();
2815
2816       VectorType *VType = getVecTypeForPair(IType, JType);
2817       unsigned numElem = VType->getNumElements();
2818
2819       unsigned numElemI = getNumScalarElements(IType);
2820       unsigned numElemJ = getNumScalarElements(JType);
2821
2822       if (IType->isVectorTy()) {
2823         std::vector<Constant*> Mask1(numElemI), Mask2(numElemI);
2824         for (unsigned v = 0; v < numElemI; ++v) {
2825           Mask1[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), v);
2826           Mask2[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), numElemJ+v);
2827         }
2828
2829         K1 = new ShuffleVectorInst(K, UndefValue::get(VType),
2830                                    ConstantVector::get( Mask1),
2831                                    getReplacementName(K, false, 1));
2832       } else {
2833         Value *CV0 = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), 0);
2834         K1 = ExtractElementInst::Create(K, CV0,
2835                                           getReplacementName(K, false, 1));
2836       }
2837
2838       if (JType->isVectorTy()) {
2839         std::vector<Constant*> Mask1(numElemJ), Mask2(numElemJ);
2840         for (unsigned v = 0; v < numElemJ; ++v) {
2841           Mask1[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), v);
2842           Mask2[v] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), numElemI+v);
2843         }
2844
2845         K2 = new ShuffleVectorInst(K, UndefValue::get(VType),
2846                                    ConstantVector::get( Mask2),
2847                                    getReplacementName(K, false, 2));
2848       } else {
2849         Value *CV1 = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), numElem-1);
2850         K2 = ExtractElementInst::Create(K, CV1,
2851                                           getReplacementName(K, false, 2));
2852       }
2853
2854       K1->insertAfter(K);
2855       K2->insertAfter(K1);
2856       InsertionPt = K2;
2857     }
2858   }
2859
2860   // Move all uses of the function I (including pairing-induced uses) after J.
2861   bool BBVectorize::canMoveUsesOfIAfterJ(BasicBlock &BB,
2862                      DenseSet<ValuePair> &LoadMoveSetPairs,
2863                      Instruction *I, Instruction *J) {
2864     // Skip to the first instruction past I.
2865     BasicBlock::iterator L = std::next(BasicBlock::iterator(I));
2866
2867     DenseSet<Value *> Users;
2868     AliasSetTracker WriteSet(*AA);
2869     if (I->mayWriteToMemory()) WriteSet.add(I);
2870
2871     for (; cast<Instruction>(L) != J; ++L)
2872       (void) trackUsesOfI(Users, WriteSet, I, L, true, &LoadMoveSetPairs);
2873
2874     assert(cast<Instruction>(L) == J &&
2875       "Tracking has not proceeded far enough to check for dependencies");
2876     // If J is now in the use set of I, then trackUsesOfI will return true
2877     // and we have a dependency cycle (and the fusing operation must abort).
2878     return !trackUsesOfI(Users, WriteSet, I, J, true, &LoadMoveSetPairs);
2879   }
2880
2881   // Move all uses of the function I (including pairing-induced uses) after J.
2882   void BBVectorize::moveUsesOfIAfterJ(BasicBlock &BB,
2883                      DenseSet<ValuePair> &LoadMoveSetPairs,
2884                      Instruction *&InsertionPt,
2885                      Instruction *I, Instruction *J) {
2886     // Skip to the first instruction past I.
2887     BasicBlock::iterator L = std::next(BasicBlock::iterator(I));
2888
2889     DenseSet<Value *> Users;
2890     AliasSetTracker WriteSet(*AA);
2891     if (I->mayWriteToMemory()) WriteSet.add(I);
2892
2893     for (; cast<Instruction>(L) != J;) {
2894       if (trackUsesOfI(Users, WriteSet, I, L, true, &LoadMoveSetPairs)) {
2895         // Move this instruction
2896         Instruction *InstToMove = L; ++L;
2897
2898         DEBUG(dbgs() << "BBV: moving: " << *InstToMove <<
2899                         " to after " << *InsertionPt << "\n");
2900         InstToMove->removeFromParent();
2901         InstToMove->insertAfter(InsertionPt);
2902         InsertionPt = InstToMove;
2903       } else {
2904         ++L;
2905       }
2906     }
2907   }
2908
2909   // Collect all load instruction that are in the move set of a given first
2910   // pair member.  These loads depend on the first instruction, I, and so need
2911   // to be moved after J (the second instruction) when the pair is fused.
2912   void BBVectorize::collectPairLoadMoveSet(BasicBlock &BB,
2913                      DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
2914                      DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &LoadMoveSet,
2915                      DenseSet<ValuePair> &LoadMoveSetPairs,
2916                      Instruction *I) {
2917     // Skip to the first instruction past I.
2918     BasicBlock::iterator L = std::next(BasicBlock::iterator(I));
2919
2920     DenseSet<Value *> Users;
2921     AliasSetTracker WriteSet(*AA);
2922     if (I->mayWriteToMemory()) WriteSet.add(I);
2923
2924     // Note: We cannot end the loop when we reach J because J could be moved
2925     // farther down the use chain by another instruction pairing. Also, J
2926     // could be before I if this is an inverted input.
2927     for (BasicBlock::iterator E = BB.end(); cast<Instruction>(L) != E; ++L) {
2928       if (trackUsesOfI(Users, WriteSet, I, L)) {
2929         if (L->mayReadFromMemory()) {
2930           LoadMoveSet[L].push_back(I);
2931           LoadMoveSetPairs.insert(ValuePair(L, I));
2932         }
2933       }
2934     }
2935   }
2936
2937   // In cases where both load/stores and the computation of their pointers
2938   // are chosen for vectorization, we can end up in a situation where the
2939   // aliasing analysis starts returning different query results as the
2940   // process of fusing instruction pairs continues. Because the algorithm
2941   // relies on finding the same use dags here as were found earlier, we'll
2942   // need to precompute the necessary aliasing information here and then
2943   // manually update it during the fusion process.
2944   void BBVectorize::collectLoadMoveSet(BasicBlock &BB,
2945                      std::vector<Value *> &PairableInsts,
2946                      DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
2947                      DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > &LoadMoveSet,
2948                      DenseSet<ValuePair> &LoadMoveSetPairs) {
2949     for (std::vector<Value *>::iterator PI = PairableInsts.begin(),
2950          PIE = PairableInsts.end(); PI != PIE; ++PI) {
2951       DenseMap<Value *, Value *>::iterator P = ChosenPairs.find(*PI);
2952       if (P == ChosenPairs.end()) continue;
2953
2954       Instruction *I = cast<Instruction>(P->first);
2955       collectPairLoadMoveSet(BB, ChosenPairs, LoadMoveSet,
2956                              LoadMoveSetPairs, I);
2957     }
2958   }
2959
2960   // This function fuses the chosen instruction pairs into vector instructions,
2961   // taking care preserve any needed scalar outputs and, then, it reorders the
2962   // remaining instructions as needed (users of the first member of the pair
2963   // need to be moved to after the location of the second member of the pair
2964   // because the vector instruction is inserted in the location of the pair's
2965   // second member).
2966   void BBVectorize::fuseChosenPairs(BasicBlock &BB,
2967              std::vector<Value *> &PairableInsts,
2968              DenseMap<Value *, Value *> &ChosenPairs,
2969              DenseSet<ValuePair> &FixedOrderPairs,
2970              DenseMap<VPPair, unsigned> &PairConnectionTypes,
2971              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairs,
2972              DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> > &ConnectedPairDeps) {
2973     LLVMContext& Context = BB.getContext();
2974
2975     // During the vectorization process, the order of the pairs to be fused
2976     // could be flipped. So we'll add each pair, flipped, into the ChosenPairs
2977     // list. After a pair is fused, the flipped pair is removed from the list.
2978     DenseSet<ValuePair> FlippedPairs;
2979     for (DenseMap<Value *, Value *>::iterator P = ChosenPairs.begin(),
2980          E = ChosenPairs.end(); P != E; ++P)
2981       FlippedPairs.insert(ValuePair(P->second, P->first));
2982     for (DenseSet<ValuePair>::iterator P = FlippedPairs.begin(),
2983          E = FlippedPairs.end(); P != E; ++P)
2984       ChosenPairs.insert(*P);
2985
2986     DenseMap<Value *, std::vector<Value *> > LoadMoveSet;
2987     DenseSet<ValuePair> LoadMoveSetPairs;
2988     collectLoadMoveSet(BB, PairableInsts, ChosenPairs,
2989                        LoadMoveSet, LoadMoveSetPairs);
2990
2991     DEBUG(dbgs() << "BBV: initial: \n" << BB << "\n");
2992
2993     for (BasicBlock::iterator PI = BB.getFirstInsertionPt(); PI != BB.end();) {
2994       DenseMap<Value *, Value *>::iterator P = ChosenPairs.find(PI);
2995       if (P == ChosenPairs.end()) {
2996         ++PI;
2997         continue;
2998       }
2999
3000       if (getDepthFactor(P->first) == 0) {
3001         // These instructions are not really fused, but are tracked as though
3002         // they are. Any case in which it would be interesting to fuse them
3003         // will be taken care of by InstCombine.
3004         --NumFusedOps;
3005         ++PI;
3006         continue;
3007       }
3008
3009       Instruction *I = cast<Instruction>(P->first),
3010         *J = cast<Instruction>(P->second);
3011
3012       DEBUG(dbgs() << "BBV: fusing: " << *I <<
3013              " <-> " << *J << "\n");
3014
3015       // Remove the pair and flipped pair from the list.
3016       DenseMap<Value *, Value *>::iterator FP = ChosenPairs.find(P->second);
3017       assert(FP != ChosenPairs.end() && "Flipped pair not found in list");
3018       ChosenPairs.erase(FP);
3019       ChosenPairs.erase(P);
3020
3021       if (!canMoveUsesOfIAfterJ(BB, LoadMoveSetPairs, I, J)) {
3022         DEBUG(dbgs() << "BBV: fusion of: " << *I <<
3023                " <-> " << *J <<
3024                " aborted because of non-trivial dependency cycle\n");
3025         --NumFusedOps;
3026         ++PI;
3027         continue;
3028       }
3029
3030       // If the pair must have the other order, then flip it.
3031       bool FlipPairOrder = FixedOrderPairs.count(ValuePair(J, I));
3032       if (!FlipPairOrder && !FixedOrderPairs.count(ValuePair(I, J))) {
3033         // This pair does not have a fixed order, and so we might want to
3034         // flip it if that will yield fewer shuffles. We count the number
3035         // of dependencies connected via swaps, and those directly connected,
3036         // and flip the order if the number of swaps is greater.
3037         bool OrigOrder = true;
3038         DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator IJ =
3039           ConnectedPairDeps.find(ValuePair(I, J));
3040         if (IJ == ConnectedPairDeps.end()) {
3041           IJ = ConnectedPairDeps.find(ValuePair(J, I));
3042           OrigOrder = false;
3043         }
3044
3045         if (IJ != ConnectedPairDeps.end()) {
3046           unsigned NumDepsDirect = 0, NumDepsSwap = 0;
3047           for (std::vector<ValuePair>::iterator T = IJ->second.begin(),
3048                TE = IJ->second.end(); T != TE; ++T) {
3049             VPPair Q(IJ->first, *T);
3050             DenseMap<VPPair, unsigned>::iterator R =
3051               PairConnectionTypes.find(VPPair(Q.second, Q.first));
3052             assert(R != PairConnectionTypes.end() &&
3053                    "Cannot find pair connection type");
3054             if (R->second == PairConnectionDirect)
3055               ++NumDepsDirect;
3056             else if (R->second == PairConnectionSwap)
3057               ++NumDepsSwap;
3058           }
3059
3060           if (!OrigOrder)
3061             std::swap(NumDepsDirect, NumDepsSwap);
3062
3063           if (NumDepsSwap > NumDepsDirect) {
3064             FlipPairOrder = true;
3065             DEBUG(dbgs() << "BBV: reordering pair: " << *I <<
3066                             " <-> " << *J << "\n");
3067           }
3068         }
3069       }
3070
3071       Instruction *L = I, *H = J;
3072       if (FlipPairOrder)
3073         std::swap(H, L);
3074
3075       // If the pair being fused uses the opposite order from that in the pair
3076       // connection map, then we need to flip the types.
3077       DenseMap<ValuePair, std::vector<ValuePair> >::iterator HL =
3078         ConnectedPairs.find(ValuePair(H, L));
3079       if (HL != ConnectedPairs.end())
3080         for (std::vector<ValuePair>::iterator T = HL->second.begin(),
3081              TE = HL->second.end(); T != TE; ++T) {
3082           VPPair Q(HL->first, *T);
3083           DenseMap<VPPair, unsigned>::iterator R = PairConnectionTypes.find(Q);
3084           assert(R != PairConnectionTypes.end() &&
3085                  "Cannot find pair connection type");
3086           if (R->second == PairConnectionDirect)
3087             R->second = PairConnectionSwap;
3088           else if (R->second == PairConnectionSwap)
3089             R->second = PairConnectionDirect;
3090         }
3091
3092       bool LBeforeH = !FlipPairOrder;
3093       unsigned NumOperands = I->getNumOperands();
3094       SmallVector<Value *, 3> ReplacedOperands(NumOperands);
3095       getReplacementInputsForPair(Context, L, H, ReplacedOperands,
3096                                   LBeforeH);
3097
3098       // Make a copy of the original operation, change its type to the vector
3099       // type and replace its operands with the vector operands.
3100       Instruction *K = L->clone();
3101       if (L->hasName())
3102         K->takeName(L);
3103       else if (H->hasName())
3104         K->takeName(H);
3105
3106       if (!isa<StoreInst>(K))
3107         K->mutateType(getVecTypeForPair(L->getType(), H->getType()));
3108
3109       unsigned KnownIDs[] = {
3110         LLVMContext::MD_tbaa,
3111         LLVMContext::MD_alias_scope,
3112         LLVMContext::MD_noalias,
3113         LLVMContext::MD_fpmath
3114       };
3115       combineMetadata(K, H, KnownIDs);
3116       K->intersectOptionalDataWith(H);
3117
3118       for (unsigned o = 0; o < NumOperands; ++o)
3119         K->setOperand(o, ReplacedOperands[o]);
3120
3121       K->insertAfter(J);
3122
3123       // Instruction insertion point:
3124       Instruction *InsertionPt = K;
3125       Instruction *K1 = nullptr, *K2 = nullptr;
3126       replaceOutputsOfPair(Context, L, H, K, InsertionPt, K1, K2);
3127
3128       // The use dag of the first original instruction must be moved to after
3129       // the location of the second instruction. The entire use dag of the
3130       // first instruction is disjoint from the input dag of the second
3131       // (by definition), and so commutes with it.
3132
3133       moveUsesOfIAfterJ(BB, LoadMoveSetPairs, InsertionPt, I, J);
3134
3135       if (!isa<StoreInst>(I)) {
3136         L->replaceAllUsesWith(K1);
3137         H->replaceAllUsesWith(K2);
3138         AA->replaceWithNewValue(L, K1);
3139         AA->replaceWithNewValue(H, K2);
3140       }
3141
3142       // Instructions that may read from memory may be in the load move set.
3143       // Once an instruction is fused, we no longer need its move set, and so
3144       // the values of the map never need to be updated. However, when a load
3145       // is fused, we need to merge the entries from both instructions in the
3146       // pair in case those instructions were in the move set of some other
3147       // yet-to-be-fused pair. The loads in question are the keys of the map.
3148       if (I->mayReadFromMemory()) {
3149         std::vector<ValuePair> NewSetMembers;
3150         DenseMap<Value *, std::vector<Value *> >::iterator II =
3151           LoadMoveSet.find(I);
3152         if (II != LoadMoveSet.end())
3153           for (std::vector<Value *>::iterator N = II->second.begin(),
3154                NE = II->second.end(); N != NE; ++N)
3155             NewSetMembers.push_back(ValuePair(K, *N));
3156         DenseMap<Value *, std::vector<Value *> >::iterator JJ =
3157           LoadMoveSet.find(J);
3158         if (JJ != LoadMoveSet.end())
3159           for (std::vector<Value *>::iterator N = JJ->second.begin(),
3160                NE = JJ->second.end(); N != NE; ++N)
3161             NewSetMembers.push_back(ValuePair(K, *N));
3162         for (std::vector<ValuePair>::iterator A = NewSetMembers.begin(),
3163              AE = NewSetMembers.end(); A != AE; ++A) {
3164           LoadMoveSet[A->first].push_back(A->second);
3165           LoadMoveSetPairs.insert(*A);
3166         }
3167       }
3168
3169       // Before removing I, set the iterator to the next instruction.
3170       PI = std::next(BasicBlock::iterator(I));
3171       if (cast<Instruction>(PI) == J)
3172         ++PI;
3173
3174       SE->forgetValue(I);
3175       SE->forgetValue(J);
3176       I->eraseFromParent();
3177       J->eraseFromParent();
3178
3179       DEBUG(if (PrintAfterEveryPair) dbgs() << "BBV: block is now: \n" <<
3180                                                BB << "\n");
3181     }
3182
3183     DEBUG(dbgs() << "BBV: final: \n" << BB << "\n");
3184   }
3185 }
3186
3187 char BBVectorize::ID = 0;
3188 static const char bb_vectorize_name[] = "Basic-Block Vectorization";
3189 INITIALIZE_PASS_BEGIN(BBVectorize, BBV_NAME, bb_vectorize_name, false, false)
3190 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
3191 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetTransformInfoWrapperPass)
3192 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
3193 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ScalarEvolution)
3194 INITIALIZE_PASS_END(BBVectorize, BBV_NAME, bb_vectorize_name, false, false)
3195
3196 BasicBlockPass *llvm::createBBVectorizePass(const VectorizeConfig &C) {
3197   return new BBVectorize(C);
3198 }
3199
3200 bool
3201 llvm::vectorizeBasicBlock(Pass *P, BasicBlock &BB, const VectorizeConfig &C) {
3202   BBVectorize BBVectorizer(P, *BB.getParent(), C);
3203   return BBVectorizer.vectorizeBB(BB);
3204 }
3205
3206 //===----------------------------------------------------------------------===//
3207 VectorizeConfig::VectorizeConfig() {
3208   VectorBits = ::VectorBits;
3209   VectorizeBools = !::NoBools;
3210   VectorizeInts = !::NoInts;
3211   VectorizeFloats = !::NoFloats;
3212   VectorizePointers = !::NoPointers;
3213   VectorizeCasts = !::NoCasts;
3214   VectorizeMath = !::NoMath;
3215   VectorizeBitManipulations = !::NoBitManipulation;
3216   VectorizeFMA = !::NoFMA;
3217   VectorizeSelect = !::NoSelect;
3218   VectorizeCmp = !::NoCmp;
3219   VectorizeGEP = !::NoGEP;
3220   VectorizeMemOps = !::NoMemOps;
3221   AlignedOnly = ::AlignedOnly;
3222   ReqChainDepth= ::ReqChainDepth;
3223   SearchLimit = ::SearchLimit;
3224   MaxCandPairsForCycleCheck = ::MaxCandPairsForCycleCheck;
3225   SplatBreaksChain = ::SplatBreaksChain;
3226   MaxInsts = ::MaxInsts;
3227   MaxPairs = ::MaxPairs;
3228   MaxIter = ::MaxIter;
3229   Pow2LenOnly = ::Pow2LenOnly;
3230   NoMemOpBoost = ::NoMemOpBoost;
3231   FastDep = ::FastDep;
3232 }